集成PLC功能和CAN总线通讯能力的人机界面制造技术

本实用新型专利技术涉及人机界面，特别涉及一种集成ＰＬＣ功能和ＣＡＮ总线通讯能力的人机界面，包括处理器单元，显示单元，输入单元，存储单元，通讯接口，其不同之处在于，通讯接口中还包括ＣＡＮ总线接口，用于连接各类现场总线设备。使得人机界面ＨＭＩ有良好的可扩展性，并提供ＳｏｆｔＰＬＣ的控制功能。采用这种结构的人机界面ＨＭＩ能给用户广阔的应用空间，在拥有良好的性能的情况下，其价格相比与传统人机界面ＨＭＩ拥有更大的竞争力。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及人机界面，特别涉及一种集成PLC功能和CAN总线通讯能力的人机界面。
技术介绍
人机界面HMI (Human-Machine Interface)可以连接变频器、直流调速器、变送器、传 感器、可编程序控制器(PLC)、仪表等工业控制设备，利用显示屏显示，通过输入单元(如 触摸屏、键盘、鼠标等)写入工作参数或输入操作命令，实现人与机器信息交互的数字设备， 大量应用于工业自动化控制机械等场合，作为工业现场显示终端和中小型自动化机器上的显 示/控制一体化终端。可程式逻辑控制器PLC (Programmable Logic Controller)是一种专为在工业环境应用而 设计的控制系统。它包含中央处理器CPU，通过读取指令、解释指令以及执行指令，去控制 执行有关的控制电路。而CAN总线，即控制器局部网(CAN—CONTROLLERAREANETWORK)是一种多主 机局部网，由于其高性能、高可靠性、实时性等优点现B广泛应用于工业自动化、多种控制 设备、交通工具、医疗仪器以及建筑、环境控制等众多部门。传统HMI几乎不具备任何控制能力，然而当今工控技术的飞速发展，在某些场合对控制 要求不是很高的情况下，向HMI提出了控制要求，使用这种HMI能够显著的减少成本。采 用CAN总线来扩展I/O点数，所以I/O点数理论上是没有约束的；采用通用开放的通讯协议， 因此对I/O模块的采购不必局限于某几个厂家，可以是数字量，也可以是模拟量，也可以在 总线上接执行机构。但是，市场上还未发现有集成PLC功能和CAN总线通讯能力的人机界 面。
技术实现思路
为实现上述技术目的，本技术采用如下技术方案， 一种集成PLC功能和CAN总线 通讯能力的人机界面HMI，包括，处理器单元，显示单元，输入单元，存储单元，通讯接口， 其中，显示单元和输入单元，构成外设的人机界面HMI，向用户提供操作、信息显示；处理器单元，主要通过显示单元、输入单元与用户做人机交互，得到的控制参数、反映3控制过程；通过通讯接口获取输入量，经处理后并通过通讯接口输出来控制相连的各类工业 设备；存储单元，用于提供系统运行所需要的存储空间，并向用户提供保存数据的空间； 通讯接口，用于连接处理器单元与各类工业设备，并传递数据； 其不同之处在于，通讯接口中包括CAN总线接口，以连接各类现场总线设备。 为进一步实现上述技术目的，所述处理器单元采用marvell公司生产的NHPXA270C5处 理器；该处理器包括以太网接口、音频接口、串行接口、 CAN总线接口；所述显示单元采用 液晶显示器LCD;所述输入单元采用触摸屏；所述存储单元采用64M内存，32M快闪存储 器Flash。为进一步实现上述技术目的，所述CAN总线接口控制器采用飞利浦生产的SJAIOOO。 为进一步实现上述技术目的，在NHPXA270C5处理器与SJA1000之间设有一个转换电 路。因为SJA1000的地址线与数据线是复用的，而NHPXA270C5处理器的地址线、数据线 是独立使用的，所以需要额外一个电路来适配。SJA1000的地址端口为14000008H，数据端 口的地址为1400004H,来自NHPXA270C5处理器的片选信号nCS5，数据线MD0"MD7，地 址线MA2-MA3，读信号nOE，写信号nWE,经过逻辑电路处理，产生SJA1000所需的功 能信号。在本技术中，触摸屏和液晶显示器LCD构成HM的接口，向用户提供操作、信息 显示的接口。 CAN总线接口主要用于连接各种工业模块，如I/O模块，伺服模块等。 NHPXA270C5处理器的USB host可以接键盘，鼠标，U盘，或其他USB设备。USB Client 主要用于WindowsCE与PC机之间的数据同步，即相互传输文件。以太网接口可用于连接 INTERNET。音频接口提供声音输出、输入。SD卡扩展接口，用于外接SD卡。相比传统HMI，本方案的功能和价格有极大的优势PXA270主频520MHz，能满足大 绝多数数据计算任务，并拥有丰富的外设USBHOST、 USBCLIENT、音频、100M以太网， SD卡扩展等，使得HMI有良好的可扩展性，并提供SoftPLC的控制功能。此外本方案的硬 件设计中加入大量的保护电路，使其抗干扰能力更一步加强。因此采用这种结构的HMI能给 用户广阔的应用空间。在拥有良好的性能的情况下，其价格相比与传统HMI拥有更大的竞争 力。附图说明图1是本技术的结构模块图图2是本技术优选实施例的结构模块图。图3是本技术的使用示意图。图4是本技术优选实施例的线路转换电路图。图5是本技术优选实施例的线路转换电路图。图6是本技术优选实施例的触摸、音频接口扩展电路。图7是本技术优选实施例的以太网接口扩展电路。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。 以下结合附图对本技术的技术方案作进一步的解释和阐述。图1所示，本技术集成PLC功能和CAN总线通讯能力的人机界面HMI，包括处理 器单元，显示单元，输入单元，存储单元，通讯接口，通讯接口中还包括CAN总线接口，可 以连接各类现场总线设备。图2是本技术优选实施例的结构模块图。中间部分为处理器单元100与存储单元200， 外设有多种接口。处理器单元100采用基于ARMV5TE内核的NHPXA270C5处理器；该处 理器包括USBhostlOl、 USB Clientl02、以太网接口 103、音频接口 105、 SD扩展接口 106、; USBhostlOl可以接键盘，鼠标，U盘，USB打印机等；USB Clientl02主要用于WindowsCE 与PC机之间的数据同步，即相互传输文件；以太网接口 103可用于通过INTERNET和ERP 系统连接；音频接口 105提供声音输出、输入。存储单元200采用64MB内存SDRAM201, 32MNORFLASH202，通过SD卡扩展接口 106可以扩展2G SD卡。触摸屏300和液晶显示 器LCD400构成外设的HMI，向用户提供操作、信息显示的接口。 CAN总线接口 104主要用 于连接各种现场总线设备，如I/0模块，伺服模块等。串行接口107，用于连接各类非总线类 现场设备。本技术是一种集成PLC功能和CAN总线通讯能力的人机界面HMI，需要软件的支 持方能实现其基本功能。图3是本技术的使用示意图。前面描述的基本上是硬件组成， 软件主要由WindowsCE操作系统、HMI系统。本技术优选实施例采用WindowsCE5.0 操作系统，只需要将BSP(板级支持包)对本方案的硬件做相关的移植工作，操作系统即能正 常工作，关于BSP的移植不在本文的讨论范围内，不再介绍。而HMI软件则可采用国外成 熟的HMI软件，该系统由编程系统和运行系统构成。编程系统用来完成HMI的组太，并编 写PLC控制程序，运行系统负责对整个系统的管理和对应用程序的执行。HMI组态软件可以提供传统HMI的常见功能，如指示灯、按钮、文字、图形、曲线、数据、文字输入操作，打 印输出、生产配方存储、设备生产数据记录、简单的逻辑和数值运算、可连接多种工业控制 设备组网。HMI软件，同时具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成ＰＬＣ功能和ＣＡＮ总线通讯能力的人机界面，包括处理器单元，显示单元，输入单元，存储单元，通讯接口；　其中，显示单元和输入单元，构成外设的人机界面ＨＭＩ，向用户提供操作、信息显示；　处理器单元，主要通过显示单元、输入单元与 用户做人机交互，得到控制参数、反映控制过程；通过通讯接口获取输入量，经处理后通过通讯接口输出来控制与之相连的各类工业设备；　存储单元，用于提供系统运行所需要的存储空间，并向用户提供保存数据的空间；　通讯接口，用于连接处理器单元与 各类工业设备，并传递数据；　其特征在于，通讯接口中包括ＣＡＮ总线接口，以连接各类现场总线设备。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：付杰，宁波，马学童，池家武，
申请(专利权)人：上海步科电气有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]