具备内置PLC功能的双数据总线型主从控制器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种具备内置PLC功能的双数据总线型主从控制器，包括主控制器单元、从控制器单元、模拟量单元、数字量单元，及算法执行单元，其中控制器内部存在两条数据总线，其中一条公共数据总线由主控制器单元和从控制器单元分时共享，实现对模拟量单元和数字量单元的采样及输出，而且在任意时刻主控制器单元具有绝对优先使用权，该控制器通过地址总线进行寻址操作，该控制器将主控制器单元与从控制器单元的功能完全区分开，各自独立完成所规定的任务，同时它们之间实现高速通讯及数据交换，确保整个控制器的功能集成性及应用扩展性；同时能够节约外置PLC及相关外置采样输出的配置电路的成本，以及频繁升级控制器控制芯片的成本。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种具备内置PLC功能的双数据总线型主从控制器，尤其涉及该控制器的系统架构、功能划分及协调工作等方面的技术。
技术介绍
现有技术中，需要使用包括控制器的设备，所用控制器除了要实现相应控制算法、完成设备所具备的功能外，还需要对系统所需模拟量进行采样及输出，以及对系统所需数字量进行采样和输出；在一些应用场合，还同时需要具备对外显示及通讯等功能。当使用控制器的设备本身较复杂，或者需要处理外部模拟及数字量较多，或者需要具备较强的显示功能，或者需要具备较多的对外通讯功能时，现有技术的控制器往往不能满足应用需要，被迫采用越来越高档的控制芯片，极大地增加了控制器的硬件成本，以及为了适应更高性能控制芯片的使用而重新编写软件等人力成本。但是为解决控制器不能满足越来越复杂的应用需求，除了不断更换越来越高档的控制芯片外，还需要设计越来越多的模拟量及数字量采样及输出通道，以及要求越来越复杂的对外显示及通讯电路；这导致控制器中配置的模拟量及数字量的采集及输出的通道越来越多、相应电路规模越来越大，同时显示及通讯相关电路的规模也越来越大。为了适应越来越复杂的应用需求而设计的控制器，当应用到需求较简单的场合时，无论是控制芯片、模拟量及数字量的采样及输出通道，还是显示及通讯电路，都可能存在大量的浪费。另一方面，即使通过采用更高档的控制芯片使控制器的性能大幅提高，也存在一些实际工况使控制器无法满足应用需要，特别是一些比较复杂的应用工况，还要在控制器外额外配备外置的PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器),实现对系统的逻辑控制，以及对所需模拟量的采样及输出、对系统所需数字量的采样及输出；根据需要，还能实现对外显示及通讯等功能。当一个高档控制器无法满足应用需求而再配备外置PLC后，在整个系统中同时存在两个具备控制功能的部件；根据应用需要，控制器和外置PLC都能够实现对模拟量及数字量的采样及输出，也都能够实现对外显示和通讯。但是根据使用控制器的设备的功能要求，控制器一般对模拟量及数字量的采样及输出，要求响应速度比较快，甚至很多情况要求实时采样来做实时控制；而外置PLC —般响应速度较慢，因此控制器和外置PLC难以共同对模拟量及数字量的采样及输出，以及统一对外显示和通讯。这导致二者资源的浪费，无论是控制器与外置PLC之间的资源重复配置，还是对模拟量及数字量的采样及输出通道的浪费，甚至还包括外部为这些采样通道提供配套条件的资源的浪费。除了增加成本和浪费资源外，控制器9与外置PLC 二者在系统集成及控制性能上也存在不协调的问题，导致二者的系统集成度较低。控制器与外置PLC是两套独立的系统，一套系统要求处理速度快、一套系统的处理速度慢，尽管可以通过通讯方式将两者联系起来，但外置PLC系统对模拟量及数字量的采样速度较慢，通过通讯送给控制器一般也会因速度太慢而难以使用。此外，系统对外的显示和通讯，控制器和外置PLC都能实现，而且在没有外置PLC时都是由控制器处理，一旦加入控制器后，若交由外置PLC处理，内部很多程序都要重新编写及调试，不仅增加了运营成本，而且还延长了应用时间；为了使系统内部程序标准化，很多时候不得不将显示和通讯等功能仍旧由控制器完成。因此在由控制器和外置PLC都存在的应用中，在二者的功能分配上，控制器除了实现相应控制算法的功能外，仍需要拿出大量的资源处理模拟量及数字量的采样及输出，以及对外显示和通讯，以及对外置PLC的通讯；这大量占用了控制器的宝贵资源、极大地降低了控制器的使用效率，并限制了控制器实现更加复杂的控制算法，进而使得在一些更为复杂的控制中，不得不不断采用功能更加强大的控制器，从另一方面再次提高了控制器的成本。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种具备内置PLC功能的双数据总线型主从控制器，将传统控制器与外置PLC功能集成到一起，由主控制器实现核心控制算法功能，根据控制算法需要对模拟量及数字量进行采样和输出，同时与从控制器进行高速通讯，还可选配对外部其它控制器进行高速通讯来实现多机协调运行；从控制器实现除核心控制算法外的其它所有控制功能，包括系统逻辑控制、对外显示及通讯等功能，同时根据自身功能需要对模拟量及数字量进行采样和输出，同时与主控制器进行高速通讯。为实现上述目的，本技术通过以下技术方案实现:一种具备内置PLC功能的双数据总线型主从控制器，包括主控制器单元、从控制器单元、模拟量单元、数字量单元，及算法执行单元，其中控制器内部存在两条数据总线，其中一条公共数据总线由主控制器单元和从控制器单元分时共享，实现对模拟量单元和数字量单元的采样及输出，而且在任意时刻主控制器单元具有绝对优先使用权，该控制器通过地址总线进行寻址操作。优选地，所述的具备内置PLC功能的双数据总线型主从控制器，该控制器连接单套设备进行控制。优选地，所述的具备内置PLC功能的双数据总线型主从控制器，该控制器连接多套设备进行控制。优选地，所述的具备内置PLC功能的双数据总线型主从控制器，该控制器中每套控制器的主控制器单元有预留的高速通讯接口，实现多套控制器的互联，完成控制器间的并联运行。优选地，所述的具备内置PLC功能的双数据总线型主从控制器，其特征在于，主控制器单元与从控制器单元之间配置高速通讯接口，在公共数据总线外架起另一高速通讯通道，实现主控制器单元与从控制器单元之间的高速通讯。具备内置PLC功能的双数据总线型主从控制器9，包括主控制器单元(MasterCentral Processing Unit，称作 MCPU 单兀 2)、从控制器单兀(Slave Central ProcessingUnit，称作SCPU单兀3)、模拟量单兀(Analog Input&Output Unit，称作AIO单兀4)、数字量单兀(Digital Input&Output Unit，称作DIO单兀5)，及算法执行单兀(Algorithm ExecuteUnit，称作AEU单元I)，两条数据总线6，以及地址总线7。所述控制器9中，从MCPU单元2对外有两条数据总线6:—条数据总线6是MCPU单元2为实现核心控制算法所配置的数据总线6，用来与一个或多个AEU单元I进行数据交换，实现MCPU单元2与AEU单元I之间的数据交换，确保AEU单元I按照MCPU单元2的要求执行相应控制算法的要求，完成相应产品功能。另一条是MCPU单元2与SCPU单元3公共、与AIO单元4和DIO单元5进行互联的数据总线6，实现它们之间按照需要进行相应的数据交换功能；对MCPU单元2来说，实现与AIO单元4和DIO单元5的数据交换，完成核心控制算法所需模拟量及数字量的采样及输出；以及实现与SCPU单元3的数据交换，完成两大控制单元的协调工作。根据应用需要，还可以在MCPU单元2上另外配置高速通讯接口，实现多套具备内置PLC功能的双数据总线6型主从控制器9之间的相互通讯，通过地址总线7寻址，实现控制器9间的并联运行或其它形式的配合运行。所述控制器9中，SCPU单元3也利用与MCPU公共的数据总线6，实现与AIO单元4和DIO单元5的数据交换，完成SCPU单元3所实现的系统逻辑控制、对外显示及通讯等功能所需要的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具备内置PLC功能的双数据总线型主从控制器，包括主控制器单元、从控制器单元、模拟量单元、数字量单元，及算法执行单元，其中控制器内部存在两条数据总线，其中一条公共数据总线由主控制器单元和从控制器单元分时共享，实现对模拟量单元和数字量单元的采样及输出，而且在任意时刻主控制器单元具有绝对优先使用权，该控制器通过地址总线进行寻址操作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄新明，张其生，
申请(专利权)人：黄新明，
类型：实用新型
国别省市：