【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自动化控制领域、通信，适用于plc控制系统，特别涉及到一种多总线融合plc控制系统及其控制方法。
技术介绍
1、随着plc控制系统日益复杂的功能需求，往往需要扩展更多不同功能板卡实现产品功能。在传统plc控制器设计中，我们通常采用和底板和功能模块化设计结合的方式实现不同功能组合满足不同用户需求。通过背板总线技术实现功能模块与主控模块的数据传输。
2、plc产品中往往有数字量输入、输出；模拟量输入输出等多种功能，同时，根据应用场景的不同对数字量及模拟量的输入输出数量要求不一，为了适配不同的行业及场景，通常我们根据数字量、模拟量、输入、输出、点位等设计成多种功能板卡。多种板卡互相搭配即可组成不同的应用产品，现有技术中根据高速、低速生产不同系列产品，如lvds总线产品为高速产品、can总线为低速产品，两个系列产品因背板总线不同无法共用。
3、目前在plc控制系统中，根据数据实时性要求的不同设计不同通信总线。在低实时性要求的场景中，考虑低成本采用can总线作为通信总线；在高实时性要求的场景中，采用以太网总线作为通信总线；同时有些系统也采用lvds总线通信。因为不同的通信总线导致不同产品的功能模块无法共用，同样的功能需要多次开发成不同的板卡适配不同的plc，开发过程中十分不便并且效率很低。
4、如cn101236421b中公开了一种现场总线多传感器融合装置，以处理单元为核心，通过现场总线通信单元与外部装置通信，参数存储单元完成装置内参数保存，实现了基于现场总线通信的多传感器融合，设计合理标
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有plc控制器单一传输总线无法适应各种不同plc功能模块卡件的插入的问题，为解决上述问题，本专利技术提供以下技术方案：一种多总线融合plc控制系统，包括：
2、背板m1，集成多个板卡卡槽，具有多种通信总线接口，实现plc系统控制器与机架上各个模块的供电与通信；
3、主控模块m2，集成多种总线，控制背板m1中插入的板卡通信方式的选择；
4、扩展模块，外接可以通过所述背板m1和所述主控模块m2上支持通信的各种模块。
5、本专利技术将将所有背板总线集成在一块背板m1上，将设计接口统一实现所有板卡的互联，该种背板形式保证所有板卡能接入任意卡槽，同时也保证通信信号的完整性，背板m1设计成可根据需求插入任意的板卡如硬盘存储模块，usb扩展模块，模拟量模块，数字量模块等插入到背板m1的各个卡槽中，其中背板m1集成了现有的常用的几种通信总线接口，并且背板m1的各个卡槽也集成了现有的常用的几种通信总线接口，因此只要插入的板卡的通信方式在背板m1和卡槽集成的通信总线接口的种类范围之内，就可以无障碍的插入卡槽进行使用，无需再根据所插入的板卡的通信方式再设计通信总线接口来将所需的这个外部模块连接到plc控制系统内，即插即用，十分方便，并且背板m1的所有卡槽之间都可以进行通信，进一步简化了plc控制系统的控制流程，提高了控制效率；在所有卡槽中，除了第一个卡槽是主控卡槽m101，用于与主控模块m2连接，由于与主控模块m2连接，因此具有与主控模块m2互相通信的功能，并且还用于控制与背板m1其他卡槽上插着的板卡，主控模块m2根据主控卡槽m101获取其他卡槽上的板卡的所有信息，由于主控卡槽m101与其他所有卡槽都能进行通信，因此主控模块m2还能根据主控卡槽m101控制其余所有卡槽上插着的板卡，无需再根据外接模块的数量设计信号通信电路，简化了plc控制系统的模块分布，提高了plc控制系统的空余空间，节省了成本。
6、作为优选，所述背板m1与主控模块m2连接，进行互相通信，所述背板m1还与扩展模块连接。
7、本专利技术主控模块m2用于获取背板m1上各个卡槽上插的板卡的信息，根据获取的信息对这些板卡进行控制，扩展模块用于外接所需要的其他模块，如fpga高速处理器，实现大数据量的高速传输，如无该类需求则可适应其他总线做普通io扩展卡使用。
8、作为优选，所述背板m1包括：
9、主控卡槽m101，所述主控卡槽m101为金手指连接器，具有热插拔功能，并且与背板m1的集成通信总线接口连接，所述主控卡槽m101与主控模块m2连接，并且与主控模块m2进行互相通信；
10、第二卡槽m102，所述第二卡槽m102与主控卡槽m101和第三卡槽m103连接，并且与主控卡槽m101和背板m1的集成通信总线接口连接，与主控卡槽m101和其他卡槽进行通信；第n卡槽m10n，所述第n卡槽m10n与前一卡槽连接，并且与背板m1的集成通信总线接口连接，与所有卡槽都能进行通信。
11、本专利技术plc背板m1主要实现plc系统控制器与机架上各个模块的供电与通信，通常plc有热插拔功能要求，即保证系统在正常上电工作的状态下，插拔某一模块，系统不受影响，其他模块依旧正常工作，采用背板加金手指连接器的方式即可实现该功能，主控卡槽m101和其他背板m1上的其他卡槽都为金手指连接器，还将所有背板总线集成在一块背板m1上，将设计接口统一即可实现所有板卡的互联，使用该种背板m1形式即可保证所有板卡能接入任意卡槽，同时也保证通信信号的完整性。
12、作为优选，所述主控模块m2包括：
13、cpu，采集所要通信的信号并对其进行分析，自动判断接收的信号通过什么总线进行通信；接收背板m1插入板卡信息，根据需求控制并且选择使用哪些通信方式，并且启动选择的通信方式的通信收发器，发送选择的通信收发器的启动信号；
14、通信通道切换单元，接收来自cpu的选择的通信收发器的启动信号，切换所需启动的通信收发器；
15、多种通信总线收发器，对不同通信方式的信号进行收发。
16、本专利技术主控模块m2用于控制背板m1中所有插在卡槽中的板卡和模块，主控模块由cpu和各个不同的通信总线收发器组成，cpu用于采集信号并且对采集到的信号进行分析，自动判断接收的信号通过什么总线进行通信，然后再根据成本，实时性等需求选择最优的信号通道收发器去收发信号。
17、作为优选，所述cpu与通信通道切换单元连接，所述通信通道切换单元与多种通信总线收发器连接，所述多种通信总线收发器与背板m1的主控卡槽m101的多种通信总线接口连接。
18、cpu通过控制通信通道切换单元来选择所需的通信收发器种类，无需因为不同模块的通信方式不同而再增加对应的通信总线，只需一个模块即可适应市场上大部分模块或者板卡的通信，减小了模块的使用量，优化了电路，减小了成本提高了开发效率。
19、作为优选，所述第n卡槽m10n集成除pcie总线的其他总线，通过背板与主控卡槽m101连接。
20、由于pice总线无法长线传输，因此只在第二和第三卡槽上设置了pi本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多总线融合PLC控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种多总线融合PLC控制系统，其特征在于，所述背板M1与主控模块M2连接，进行互相通信，所述背板M1还与扩展模块连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种多总线融合PLC控制系统，其特征在于，所述背板M1包括：
4.根据权利要求3所述的一种多总线融合PLC控制系统，其特征在于，所述主控模块M2包括：
5.根据权利要求4所述的一种多总线融合PLC控制系统，其特征在于，所述CPU与通信通道切换单元连接，所述通信通道切换单元与多种通信总线收发器连接，所述多种通信总线收发器与背板M1的主控卡槽M101的多种通信总线接口连接。
6.根据权利要求3所述的一种多总线融合PLC控制系统，其特征在于，所述第N卡槽M10N集成除PCIE总线的其他总线，通过背板与主控卡槽M101连接。
7.根据权利要求3或5所述的一种多总线融合PLC控制系统，其特征在于，所述主控卡槽M101集成有多种总线，与背板M1多种总线接口连接，所述第二卡槽M102集成有PCIE1总
8.根据权利要求1所述的一种多总线融合PLC控制系统，其特征在于，所述扩展模块包括与背板M1上的卡槽数量一致的扩展子模块，所述每个扩展子模块都分别与背板M1上的各个卡槽连接。
9.一种多总线融合PLC控制系统的控制方法，适用于如权利要求1-8项任一项所述的多总线融合PLC控制系统，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种多总线融合PLC控制系统的控制方法，其特征在于，所述CPU通过CPU软件协议层自动诊断输入的信号通信类型。
...【技术特征摘要】
1.一种多总线融合plc控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种多总线融合plc控制系统，其特征在于，所述背板m1与主控模块m2连接，进行互相通信，所述背板m1还与扩展模块连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种多总线融合plc控制系统，其特征在于，所述背板m1包括：
4.根据权利要求3所述的一种多总线融合plc控制系统，其特征在于，所述主控模块m2包括：
5.根据权利要求4所述的一种多总线融合plc控制系统，其特征在于，所述cpu与通信通道切换单元连接，所述通信通道切换单元与多种通信总线收发器连接，所述多种通信总线收发器与背板m1的主控卡槽m101的多种通信总线接口连接。
6.根据权利要求3所述的一种多总线融合plc控制系统，其特征在于，所述第n卡槽m10n集成除pcie总线的其他总线，通过背板与主控卡槽m101连接。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：姜雪明，张林香，吴炎彪，纪忆，
申请(专利权)人：浙江中控信息产业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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