【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及plc控制，尤其涉及一种用于plc与模块间的通信系统及实现方法。
技术介绍
1、plc是一种专用的工业自动化控制设备，主要功能是根据预先编写好的程序，以实时监测和控制工业过程中的各种设备、传感器和执行器。通过编程软件进行逻辑程序的编写和调试，可以实现对输入信号的检测、逻辑运算和输出控制。plc具有灵活性高、可靠性强、抗干扰能力好和易于维护等优点，在提高生产效率、质量控制和安全性方面发挥着重要作用，现在已经成为工业自动化控制领域的重要设备，广泛应用于工厂、机械设备和生产线等领域。
2、plc一般通过总线技术，例如以太网、can和rs-485等物理接口连接多个i/o模块，进行数据交换和通信，扩展plc本体的输入输出功能，但存在通信速率低、数据传输量小、结构比较复杂和容易收到外界干扰等问题。
3、而通过总线的方式连接plc与扩展模块，如rs-485或者can接口，具有成本低，技术简单的优点，但是通常只能达到1mbps的通信速率，抗干扰能力也相对不足；使用以太网接口的总线协议，可以达到100mbps的通信速率，但是技术要求和成本较高，网络配置相对复杂，对网络负载敏感，且部分协议依赖于特定供应商。
4、因此，亟需一种新的技术方案来解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的问题，提供了一种用于plc与模块间的通信系统及实现方法，以解决现有技术中采用总线通信方式存在的传输速率慢、安全可靠性差，以及使用以太网接口的
2、上述目的是通过以下技术方案来实现：
3、一种用于plc与模块间的通信系统及实现方法，包括plc和扩展模块，所述plc包括相互连接的mpu模块和主fpga模块；所述扩展模块包括相互连接的mcu模块和从fpga模块；所述plc与所述扩展模块之间通过接插件模块连接；
4、所述接插件模块包括可相互插接的接插件公头和接插件母头；
5、所述主fpga模块上连接有所述接插件母头，所述从fpga模块上连接有所述接插件公头；通过所述主fpga模块上所述接插件母头与所述从fpga模块上所述接插件公头的插接，实现将所述plc与所述扩展模块连接。
6、进一步地，所述扩展模块至少有2个；各所述从fpga模块上连接有所述接插件公头和所述接插件母头，相邻各所述扩展模块之间通过所述接插件母头和所述接插件公头插接，实现各所述扩展模块间的连接。
7、进一步地，在所述plc中，所述mpu模块和所述主fpga模块之间通过高速串行接口或并行接口连接通信；在所述扩展模块中，所述mcu模块和所述从fpga模块之间通过高速串行接口或并行接口连接通信。
8、进一步地，所述接插件公头包括引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7、引脚8、引脚9、引脚10；所述接插件母头包括簧片1、簧片2、簧片3、簧片4、簧片5、簧片6、簧片7、簧片8、簧片9、簧片10；
9、所述引脚1和所述引脚2组成24v电源的输入端；
10、所述引脚3和所述引脚4组成发送端口1；
11、所述引脚5和所述引脚6组成接收端口1；
12、所述引脚7和所述引脚8组成发送端口2；
13、所述引脚9和所述引脚10组成接收端口2；
14、所述簧片1和所述簧片2组成24v电源的输出端；
15、所述簧片3和所述簧片4组成接收端口1；
16、所述簧片5和所述簧片6组成发送端口1；
17、所述簧片7和所述簧片8组成接收端口2；
18、所述簧片9和所述簧片10组成发送端口2。
19、一种用于plc与模块间的通信系统的实现方法，包括：
20、步骤(1)在所述plc与所述扩展模块上电时，通过所述主fpga模块向数据链路上发送探测指令，扫描所述plc后面挂载的所述扩展模块数量；
21、步骤(2)所述mpu模块访问所述主fpga模块获取采集的所述扩展模块的数量数据；若所述扩展模块的数量为0，则无需通信；若所述扩展模块的数量不为0，则进入步骤(3)；
22、步骤(3)所述plc发送读取模块信息指令，通过所述主fpga模块发送到下行的数据链路上，用于获取各所述扩展模块的模块信息；
23、步骤(4)所述mpu模块访问所述主fpga模块获取各所述扩展模块的模块信息；
24、步骤(5)所述plc发送模块配置指令，通过主fpga模块将用户对于模块的配置发送到下行的数据链路上，供各所述扩展模块进行模块配置；
25、步骤(6)所述mpu模块访问所述主fpga模块，获取各所述扩展模块的配置结果；若各所述扩展模块均配置未完成，则返回步骤(5)；若各所述扩展模块均配置完成，则进入步骤(7)；
26、步骤(7)所述plc发送获取模块输入输出信号指令，各所述扩展模块的所述mcu持续读取数下行的数据链路上的信息，当收到获取模块输入输出信号指令后，采集各所述扩展模块的输入信号，并进行模块的输出控制，随后将各所述扩展模块采集到的输入信号和输出控制的结果发送到上行数据链路上，最后该结果传输至所述plc的所述主fpga模块；。
27、进一步地，步骤(1)中所述扫描所述plc后面挂载的所述扩展模块数量，具体为：所述探测指令在下行的数据链路上每经过一个所述扩展模块的所述从fpga模块时，其指令内部的模块数量字段会增加1，至经过最后一个所述扩展模块后，所述探测指令通过上行的数据链路返回，并将探测结果传输至所述plc的所述主fpga模块。
28、进一步地，步骤(3)中所述供各所述扩展模块进行模块配置，具体为：所述扩展模块的所述mcu模块持续读取数下行的数据链路上的信息，当收到来自所述plc的读取模块信息指令后，将模块信息发送到上行的数据链路上，该模块信息传输至所述plc的所述主fpga模块。
29、进一步地，步骤(3)中所述供各所述扩展模块进行模块配置，具体为：所述扩展模块的所述mcu模块持续读取数下行的数据链路上的信息，当收到来自所述plc模块的模块配置指令后，对自身模块按用户需求进行配置，随后将模块配置结果发送到上行数据链路上，该模块配置结果传输至所述plc模块的所述主fpga模块中。
30、进一步地，完成步骤(7)后，所述plc停留在该步骤至通信中断。
31、进一步地，所述主fpga模块与所述从fpga模块之间的lvds信号主频不小于200mbps。
32、有益效果
33、本专利技术所提供的一种用于plc与模块间的通信系统及实现方法，plc与扩展模块通信的下行数据链路和上行数据链路各有两条，当下行或者上行的其中一条数据链路发生错误时，可以切换到另一条数据链工作，形成多线接入的物理接线冗余，提高了本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于PLC与模块间的通信系统，包括PLC和扩展模块，其特征在于，所述PLC包括相互连接的MPU模块和主FPGA模块；所述扩展模块包括相互连接的MCU模块和从FPGA模块；所述PLC与所述扩展模块之间通过接插件模块连接；
2.根据权利要求1所述的一种用于PLC与模块间的通信系统，其特征在于，所述扩展模块至少有2个；各所述从FPGA模块上连接有所述接插件公头和所述接插件母头，相邻各所述扩展模块之间通过所述接插件母头和所述接插件公头插接，实现各所述扩展模块间的连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于PLC与模块间的通信系统，其特征在于，在所述PLC中，所述MPU模块和所述主FPGA模块之间通过高速串行接口或并行接口连接通信；在所述扩展模块中，所述MCU模块和所述从FPGA模块之间通过高速串行接口或并行接口连接通信。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于PLC与模块间的通信系统，其特征在于，所述接插件公头包括引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7、引脚8、引脚9、引脚10；所述接插件母头包括簧片1、簧片2、簧片3、簧片4、簧
5.一种用于PLC与模块间的通信系统的实现方法，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的一种用于PLC与模块间的通信系统的实现方法，其特征在于，步骤(1)中所述扫描所述PLC后面挂载的所述扩展模块数量，具体为：所述探测指令在下行的数据链路上每经过一个所述扩展模块的所述从FPGA模块时，其指令内部的模块数量字段会增加1，至经过最后一个所述扩展模块后，所述探测指令通过上行的数据链路返回，并将探测结果传输至所述PLC的所述主FPGA模块。
7.根据权利要求5所述的一种用于PLC与模块间的通信系统的实现方法，其特征在于，步骤(3)中所述供各所述扩展模块进行模块配置，具体为：所述扩展模块的所述MCU模块持续读取数下行的数据链路上的信息，当收到来自所述PLC的读取模块信息指令后，将模块信息发送到上行的数据链路上，该模块信息传输至所述PLC的所述主FPGA模块。
8.根据权利要求5所述的一种用于PLC与模块间的通信系统及实现方法，其特征在于，步骤(3)中所述供各所述扩展模块进行模块配置，具体为：所述扩展模块的所述MCU模块持续读取数下行的数据链路上的信息，当收到来自所述PLC模块的模块配置指令后，对自身模块按用户需求进行配置，随后将模块配置结果发送到上行数据链路上，该模块配置结果传输至所述PLC模块的所述主FPGA模块中。
9.根据权利要求5所述的一种用于PLC与模块间的通信系统及实现方法，其特征在于，完成步骤(7)后，所述PLC停留在该步骤至通信中断。
10.根据权利要求5所述的一种用于PLC与模块间的通信系统及实现方法，其特征在于，所述主FPGA模块与所述从FPGA模块之间的LVDS信号主频不小于200Mbps。
...【技术特征摘要】
1.一种用于plc与模块间的通信系统，包括plc和扩展模块，其特征在于，所述plc包括相互连接的mpu模块和主fpga模块；所述扩展模块包括相互连接的mcu模块和从fpga模块；所述plc与所述扩展模块之间通过接插件模块连接；
2.根据权利要求1所述的一种用于plc与模块间的通信系统，其特征在于，所述扩展模块至少有2个；各所述从fpga模块上连接有所述接插件公头和所述接插件母头，相邻各所述扩展模块之间通过所述接插件母头和所述接插件公头插接，实现各所述扩展模块间的连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于plc与模块间的通信系统，其特征在于，在所述plc中，所述mpu模块和所述主fpga模块之间通过高速串行接口或并行接口连接通信；在所述扩展模块中，所述mcu模块和所述从fpga模块之间通过高速串行接口或并行接口连接通信。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于plc与模块间的通信系统，其特征在于，所述接插件公头包括引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7、引脚8、引脚9、引脚10；所述接插件母头包括簧片1、簧片2、簧片3、簧片4、簧片5、簧片6、簧片7、簧片8、簧片9、簧片10；
5.一种用于plc与模块间的通信系统的实现方法，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的一种用于plc与模块间的通信系统的实现方法，其特征在于，步骤(1)中所述扫描所述plc后面挂载的所述扩展模块数量，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓坎，周杰，韩志豪，陆琛超，邹骏宇，
申请(专利权)人：无锡信捷电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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