一种PLC控制系统及其通讯方法技术方案

本发明专利技术提供一种PLC控制系统及其通讯方法。所述控制系统对基本单元进行改进，在其中设置了对应的差分转换芯片，从而使基本单元与扩展单元间的通讯以差分形式进行，有效满足了多扩展单元时通讯过程的快速性、实时性。本发明专利技术还提供了至少一种依据所述PLC控制系统进行的通讯方法。各通讯方法囊括了所述PLC控制系统的所有通讯方式，在实际使用中，有效满足了基本单元与扩展单元间快速、实时的通讯需求。实时的通讯需求。实时的通讯需求。

【技术实现步骤摘要】
一种PLC控制系统及其通讯方法


[0001]本专利技术涉及PLC通讯
，具体涉及一种PLC控制系统及其通讯方法。

技术介绍

[0002]PLC控制器(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)是一种基于微处理器的数字运算控制器。由于可实现对外接扩展部分的自动控制，因此在各类设备的控制系统中均具有重要的应用。
[0003]在设备的自动化控制应用中，PLC控制系统一般包括基本单元，及与基本单元相连的若干扩展单元。其中，基本单元与PLC控制器相对应，扩展单元与设备的各机械部分等相对应。
[0004]现有的基本单元与扩展单元间的通讯多采用由RS
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485通讯电路组成的总线通讯网络进行。但采用该总线通讯网络时，为了避免总线竞争，不能同时与多个扩展单元间进行数据通讯，因此造成通讯速率较低；特别是当扩展单元数目较多时，还会存在控制系统的数据传输实时性差的问题。从而不可避免的对外接设备的正常运行造成不良影响。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种PLC控制系统，所述控制系统基于SPI协议搭建，并设置了对应的差分连接方式，从而实现了在多扩展单元时，基本单元与扩展单元间高速、实时的数据通讯。
[0006]本专利技术还提供了至少一种PLC控制系统的通讯方法，该通讯方法基于所述PLC控制系统实现，有效满足了基本单元与多扩展单元间的数据通讯需求。
[0007]为达成上述目的，本专利技术提出如下技术方案：
[0008]一种PLC控制系统，包括基本单元，及挂载于所述基本单元上的若干扩展单元；所述基本单元包括MCU芯片、扩展接口，及设于所述MCU芯片与扩展接口之间的至少两组差分转换芯片；
[0009]所述MCU芯片的控制信号端分别通过第一组差分转换芯片的使能端、信号传输端与扩展接口的差分控制端相连，用于进行扩展单元及控制方向的选择；
[0010]所述MCU芯片的通讯信号端分别通过第二组差分转换芯片的使能端、信号传输端与扩展接口的差分时钟端、差分数据端相连，用于进行MCU芯片与扩展单元间的数据传输；
[0011]所述扩展接口的差分控制端、差分时钟端、差分数据端分别通过差分线与各扩展单元的对应端相连。
[0012]所述PLC控制系统中，在基本单元的MCU芯片与扩展接口之间设置了至少两组差分转换芯片。具体的，所述第一组差分转换芯片与所述MCU芯片的控制信号端相对应连接，用于实现扩展单元及传输方向的选择；所述第二组差分转换芯片与所述MCU芯片的通讯信号端对应相连，用于实现与扩展单元间的信号传输。因此在基本单元与扩展单元的双向通讯交互及单向通讯传输中，将各类信号转换为差分信号进行传输，相较于现有的单端总线传
输方式，传输效率更高。此时即使所述基本单元带载有多个扩展单元，也可进行高效、实时的通讯。
[0013]进一步的，所述每组差分转换芯片均包括一单端转差分芯片、一差分转单端芯片；所述单端转差分芯片、差分转单端芯片均包括高电平、低电平、高阻态三种工作状态；且所述单端转差分芯片均为高电平使能，所述差分转单端芯片均为低电平使能。
[0014]进一步的，所述任一单端转差分芯片为AM26C31芯片，任一差分转单端芯片为AM26C32芯片。
[0015]进一步的，所述基本单元与扩展单元间的通讯协议为SPI协议。
[0016]进一步的，所述MCU芯片的控制信号端包括DR_MCS端、MCS端；DR_MCS端分别与第一单端转差分芯片的高电平使能端、第一差分转单端芯片的低电平使能端相连；MCS端分别与第一单端转差分芯片的控制器输入端、第一差分转单端芯片的控制器输出端相连。
[0017]进一步的，所述MCU芯片的通讯信号端包括DR_SPI端、SCK端、MOSI端、MISO端；DR_SPI端分别与第二单端转差分芯片的高电平使能端、第二差分转单端芯片的低电平使能端相连；SCK端分别与第二单端转差分芯片的控制器输入端一、第二差分转单端芯片的控制器输出端一相连；MOSI端与第二单端转差分芯片的控制器输入端二相连；MISO端与第二差分转单端芯片的控制器输出端二相连。
[0018]一种PLC控制系统的通讯方法，依据所述PLC控制系统进行通讯；设定MCU芯片处于主站模式，基本单元与扩展单元间的双向通讯过程包括：
[0019]S102、MCU芯片的DR_MCS端拉高，使第一单端转差分芯片被使能，同时使第一差分转单端芯片处于高阻态；通过第一单端转差分芯片将控制信号传输至扩展接口的差分控制端，并以此选择要进行通讯的扩展单元；
[0020]S104、MCU芯片的DR_SPI端拉高，使第二单端转差分芯片被使能，同时使第二差分转单端芯片处于高阻态；通过第二单端转差分芯片将时钟信号传输至被选择的扩展单元的差分时钟端，同时将来源于MOSI端的数据信号传输至被选择的扩展单元的差分数据端；
[0021]S106、MCU芯片数据传输完成后，MCU芯片的DR_SPI端拉低，使第二差分转单端芯片被使能，并使第二单端转差分芯片处于高阻态，通过第二差分转单端芯片接收来源于被选择的扩展单元的差分时钟信号、差分数据信号，并将其分别传至MCU芯片的SCK端、MISO端。
[0022]进一步的，设定MCU芯片处于主站模式，基本单元至扩展单元的单向通讯过程依次通过步骤S102、步骤S104即可进行。
[0023]另一种PLC控制系统的通讯方法，依据所述PLC控制系统进行通讯；设定MCU芯片处于从站模式，基本单元与扩展单元间的双向通讯过程包括：
[0024]S202、MCU芯片的DR_MCS端拉低，使第一差分转单端芯片被使能，同时使第一单端转差分芯片处于高阻态；MCU芯片的MCS端通过第一差分转单端芯片接收作为主站的扩展单元的差分控制信号，与该扩展单元建立通讯关联；
[0025]S204、MCU芯片的DR_SPI端拉低，使第二差分转单端芯片被使能，同时使第二单端转差分芯片处于高阻态；MCU芯片的SCK端、MISO端通过第二差分转单端芯片分别接收作为主站的扩展单元的差分时钟信号、差分数据信号；
[0026]S206、MCU芯片数据接收完成后，DR_SPI端拉高，使第二单端转差分芯片被使能，同时第二差分转单端芯片处于高阻态；通过第二单端转差分芯片将时钟信号传输至作为主站
的扩展单元的差分时钟端，同时将来源于MOSI端的数据信号传输至作为主站的扩展单元的差分数据端。
[0027]进一步的，设定MCU芯片处于从站模式，扩展单元至基本单元的单向通讯过程依次通过步骤S202、步骤S204即可进行。
[0028]有益效果：
[0029]由以上技术方案可知，本专利技术的技术方案提供了一种PLC控制系统，对现有该系统中的基本单元进行了改进，使所述基本单元不但包括现有的MCU芯片、扩展接口，还增加了至少两组差分转换芯片。具体的，所述第一组差分转换芯片与所述MCU芯片的控制信号端相对应连接，用于实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PLC控制系统，其特征在于，包括基本单元，及挂载于所述基本单元上的若干扩展单元；所述基本单元包括MCU芯片、扩展接口，及设于所述MCU芯片与扩展接口之间的至少两组差分转换芯片；所述MCU芯片的控制信号端分别通过第一组差分转换芯片的使能端、信号传输端与扩展接口的差分控制端相连，用于进行扩展单元及控制方向的选择；所述MCU芯片的通讯信号端分别通过第二组差分转换芯片的使能端、信号传输端与扩展接口的差分时钟端、差分数据端相连，用于进行MCU芯片与扩展单元间的数据传输；所述扩展接口的差分控制端、差分时钟端、差分数据端分别通过差分线与各扩展单元的对应端相连。2.根据权利要求1所述的PLC控制系统，其特征在于，所述每组差分转换芯片均包括一单端转差分芯片、一差分转单端芯片；所述单端转差分芯片、差分转单端芯片均包括高电平、低电平、高阻态三种工作状态；且所述单端转差分芯片均为高电平使能，所述差分转单端芯片均为低电平使能。3.根据权利要求2所述的PLC控制系统，其特征在于，所述任一单端转差分芯片为AM26C31芯片，任一差分转单端芯片为AM26C32芯片。4.根据权利要求2所述的PLC控制系统，其特征在于，所述基本单元与扩展单元间的通讯协议为SPI协议。5.根据权利要求4所述的PLC控制系统，其特征在于，所述MCU芯片的控制信号端包括DR_MCS端、MCS端；DR_MCS端分别与第一单端转差分芯片的高电平使能端、第一差分转单端芯片的低电平使能端相连；MCS端分别与第一单端转差分芯片的控制器输入端、第一差分转单端芯片的控制器输出端相连。6.根据权利要求5所述的PLC控制系统，其特征在于，所述MCU芯片的通讯信号端包括DR_SPI端、SCK端、MOSI端、MISO端；DR_SPI端分别与第二单端转差分芯片的高电平使能端、第二差分转单端芯片的低电平使能端相连；SCK端分别与第二单端转差分芯片的控制器输入端一、第二差分转单端芯片的控制器输出端一相连；MOSI端与第二单端转差分芯片的控制器输入端二相连；MISO端与第二差分转单端芯片的控制器输出端二相连。7.一种PLC控制系统的通讯方法，其特征在于，依据权利要求6所述的PLC控制系统进行通讯；设定MCU芯片处于主站模式，基本单元与扩展单元间的双向通讯过...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国耀，梅建华，张弦，姜石锟，刘兆海，
申请(专利权)人：南京科远驱动技术有限公司，
类型：发明
国别省市：