專利名稱：可編程邏輯控制器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可編程邏輯控制器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)施中使用的自動(dòng)設(shè)備包括使用繼電器和其他器件的機(jī)械設(shè)備。為了在功能上改變包括機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)設(shè)備，所存在的困難是一個(gè)接一個(gè)地校正設(shè)備內(nèi)部電路的配線。為了解決上述問題，提出了可編程邏輯控制器(PLC)。PLC通常執(zhí)行與計(jì)算機(jī)相同的任務(wù)，并且被構(gòu)造為接收來自設(shè)備的信號(hào)；根據(jù)在其中編程的內(nèi)容對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理；然后將經(jīng)過處理的信號(hào)輸出至設(shè)備。此外，PLC以例如集成器件和晶體管的半導(dǎo)體器件來代替例如繼電器、計(jì)時(shí)器和計(jì)數(shù)器的控制單元的功能。PLC 將數(shù)值計(jì)算功能增加至基本序列控制功能以控制程序，并且根據(jù)先前存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器中的程序來執(zhí)行預(yù)定的邏輯。如上文所述，PLC需要較多數(shù)量的I/O觸點(diǎn)以將多種器件集成到一個(gè)系統(tǒng)中。然而，塊型PLC的問題在于，因?yàn)榘≒LC的大小的多種限制，容許的I/O觸點(diǎn)的數(shù)量受到限制。為了解決上述問題，提出了一種將I/O模塊附加地連接至塊型PLC的方法。也即是說，I/O模塊通過接線端子直接地連接至PLC的數(shù)據(jù)線路，從而擴(kuò)展PLC的I/O觸點(diǎn)。然而，本方法也存在如下問題1/0模塊直接地連接至PLC的數(shù)據(jù)線路，使得外部噪聲被施加從而消極地影響整個(gè)PLC系統(tǒng)的性能。此外，當(dāng)I/O模塊直接地連接至PLC的數(shù)據(jù)線路時(shí)，PLC的數(shù)據(jù)線路的長(zhǎng)度增加。當(dāng)所連接的I/O模塊的數(shù)量增加時(shí)，數(shù)據(jù)線路的性能劣化。此外，如果I/O模塊直接地連接至PLC的數(shù)據(jù)線路，則數(shù)據(jù)和信號(hào)的傳輸速度會(huì)被不期望地降低。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠通過結(jié)合一種將I/O模塊直接連接至PLC 的方法和一種使用網(wǎng)絡(luò)將遠(yuǎn)程I/O模塊連接至PLC的方法來擴(kuò)展PLC的I/O觸點(diǎn)數(shù)量的 PLC系統(tǒng)。在本發(fā)明的一個(gè)總的方案中，提供了一種PLC系統(tǒng)，所述PLC系統(tǒng)包括PLC，其包括用于輸入和輸出數(shù)據(jù)的第一 I/O端子；遠(yuǎn)程I/O模塊，其包括第二 I/O端子，并且所述遠(yuǎn)程I/O模塊與所述PLC通信以通過所述第二 I/O端子輸入或者輸出所述PLC的數(shù)據(jù)；以及擴(kuò)展I/O模塊，其包括第三I/O端子，并且所述擴(kuò)展I/O模塊被安裝至所述PLC以通過所述第三I/O端子收發(fā)所述PLC的數(shù)據(jù)，從而擴(kuò)展數(shù)據(jù)的輸入和輸出范圍。優(yōu)選地，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述PLC包括第一通信單元，其用于與所述遠(yuǎn)程 I/O模塊和所述擴(kuò)展I/O模塊通信；第一切換單元和第二切換單元，它們用于執(zhí)行切換操作以與所述遠(yuǎn)程I/O模塊和所述擴(kuò)展I/O模塊中的任一個(gè)或者兩個(gè)通信；以及第一控制單元， 其用于生成控制信號(hào)以執(zhí)行所述第一切換單元和第二切換單元的切換操作。
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優(yōu)選地，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述PLC包括第三切換單元，所述第三切換單元用于執(zhí)行切換操作以由所述遠(yuǎn)程I/O模塊和所述擴(kuò)展I/O模塊構(gòu)造環(huán)形拓?fù)洹?
優(yōu)選地，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述遠(yuǎn)程I/O模塊包括第二通信單元，所述第二通信單元用于通過所述遠(yuǎn)程I/O模塊和所述PLC之間的預(yù)定通信線路收發(fā)所述PLC的數(shù)據(jù)， 從而通過所述第二 I/O端子輸入和輸出所述PLC的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述擴(kuò)展I/O模塊包括第三通信單元，其用于從所述PLC收發(fā)數(shù)據(jù)；以及第四切換單元，其用于執(zhí)行切換操作以附加地連接所述擴(kuò)展I/O模塊。優(yōu)選地，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述PLC包括多個(gè)第一接線端子，每個(gè)所述第一接線端子在其預(yù)定部分處是凹陷的以將所述擴(kuò)展I/O模塊安裝至其上。優(yōu)選地，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述擴(kuò)展I/O模塊包括位于與所述第一接線端子的位置相對(duì)應(yīng)的位置處的多個(gè)第二接線端子，每個(gè)所述第二接線端子在其預(yù)定部分處突出以被安裝至所述第一接線端子。優(yōu)選地，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述PLC包括連接至通信線路以與所述遠(yuǎn)程I/O模塊通信的多個(gè)第一通信端子。優(yōu)選地，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述遠(yuǎn)程I/O模塊包括連接至通信線路以與所述 PLC通信的多個(gè)第二通信端子。如上文所述構(gòu)造的根據(jù)本發(fā)明的PLC系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢(shì)首先，PLC系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于，其增強(qiáng)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，并且其?shù)據(jù)傳輸速度快于常規(guī)數(shù)據(jù)線路的數(shù)據(jù)傳輸速度。因此，能夠降低易受噪聲干擾性。第二，PLC系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于，其可以增加可安裝的I/O模塊的數(shù)量，該數(shù)量由于數(shù)據(jù)線路的長(zhǎng)度、易受噪聲干擾性和存儲(chǔ)容量而受到限制。第三，PLC系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于，遠(yuǎn)程I/O模塊和直接地連接至PLC的I/O模塊經(jīng)由環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)合，因此即使只斷開一個(gè)端子，PLC系統(tǒng)也能夠正常操作。第四，PLC系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于，環(huán)形拓?fù)溆砂惭b在PLC和I/O模塊中的開關(guān)自動(dòng)構(gòu)造而成，因此不需要附加的配線或者連接器件來擴(kuò)展I/O觸點(diǎn)。此外，通過將I/O模塊安裝至 PLC，能夠擴(kuò)展I/O觸點(diǎn)并且同時(shí)能夠簡(jiǎn)單地構(gòu)造環(huán)形拓?fù)?。系統(tǒng)越復(fù)雜，效果就越好。第五，PLC系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于，可以在不產(chǎn)生附加的線纜費(fèi)用的情況下安裝PLC和I/ 0模塊。


圖1是圖示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的PLC系統(tǒng)的構(gòu)造的圖；圖2是圖示出當(dāng)只有圖1的PLC被單獨(dú)操作時(shí)的切換單元的操作的圖；圖3是圖示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的PLC和遠(yuǎn)程I/O模塊之間的數(shù)據(jù)通信路徑的圖；圖4是圖示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的PLC和擴(kuò)展I/O模塊之間的數(shù)據(jù)通信路徑的圖；圖5是圖示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的擴(kuò)展I/O模塊至PLC的安裝的圖；以及圖6是圖示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的PLC、遠(yuǎn)程I/O模塊和擴(kuò)展I/O模塊之間的數(shù)據(jù)通信路徑的圖。
具體實(shí)施例方式由于本發(fā)明可以作出多種變化并且包括多個(gè)實(shí)施例，因此將在詳細(xì)的描述中詳細(xì)描述在附圖中所示出的特定實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不限于特定的實(shí)施例，并且可以在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的條件下作出多種變化、等同布局和替換。雖然這里使用術(shù)語“第一”、“第二”等來描述不同的部件，但是這些部件不應(yīng)受這些術(shù)語的限制。這些術(shù)語僅用于將一個(gè)部件與另一個(gè)部件區(qū)分開。例如，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，第二部件可以被稱為第一部件。類似地，第一部件可以被稱為第二部件。此外，當(dāng)在說明書或者權(quán)利要求書中使用術(shù)語“聯(lián)接”或者“連接”時(shí)，其旨在不僅指“直接地聯(lián)接或者連接至”，而且指例如通過另外一個(gè)部件或者一些部件連接的“間接地聯(lián)接或者連接至”。相反地，術(shù)語“直接地聯(lián)接或者連接至”指的是在所聯(lián)接或者連接的部件之間不存在部件。還應(yīng)該理解的是，這里采用的術(shù)語是出于描述特定實(shí)施例的目的而不在于限制。 此外，除非上下文另外清楚地表明，單數(shù)形式“一(a)”和“一個(gè)(an)”包括復(fù)數(shù)形式。此外，應(yīng)該理解的是，這里所使用的術(shù)語“包括”或者“具有”包含特征、數(shù)字、步驟、操作、部件、部分或者其組合，但是不排除一個(gè)或者多個(gè)不同的特征、數(shù)字、步驟、操作、 部件、部分或者其組合。為了進(jìn)行清楚且方便的描述，附圖中示出的部件的大小或者形狀不是按比例示出的。在下文中，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，并且在整個(gè)說明書中將使用相同的附圖標(biāo)記來表示相同的部件，并且將省略其重復(fù)的描述。圖1是圖示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的PLC系統(tǒng)的構(gòu)造的圖，圖2是圖示出當(dāng)只有圖1的PLC被單獨(dú)操作時(shí)的切換單元的操作的圖，以及圖3是圖示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的PLC和遠(yuǎn)程I/O模塊之間的數(shù)據(jù)通信路徑的圖。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的PLC系統(tǒng)包括可編程邏輯控制器(PLC) 100、遠(yuǎn)程I/O模塊200，和擴(kuò)展I/O模塊300。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的PLC 100是能夠輸入和輸出數(shù)據(jù)的塊型PLC，并且PLC 100 包括第一通信單元Iio ；第一至第三切換單元122、1對(duì)和126 ；第一控制單元130 ；第一接線端子140 ；以及第一通信端子150。第一通信單元110與遠(yuǎn)程I/O模塊200和擴(kuò)展I/O模塊300通信。第一通信單元 110根據(jù)預(yù)定的通信協(xié)議執(zhí)行通信，并且經(jīng)由包含在通信協(xié)議中的例如循環(huán)冗余碼(CRC) 的錯(cuò)誤校正碼來減少例如噪聲的干擾，從而增加數(shù)據(jù)可靠性。第一切換單元122和第二切換單元IM執(zhí)行切換操作以與遠(yuǎn)程I/O模塊200和擴(kuò)展I/O模塊300中的任一個(gè)或者兩個(gè)通信。第三切換單元1 執(zhí)行切換操作以由遠(yuǎn)程I/O 模塊200或者擴(kuò)展I/O模塊300構(gòu)造環(huán)形拓?fù)?。更加具體地，參照?qǐng)D2和圖3，如果第一切換單元122和第二切換單元IM根據(jù)第一通信端子150的狀態(tài)在方向①上執(zhí)行切換操作并且第三切換單元1 在方向②上執(zhí)行切換操作，則PLC 100和遠(yuǎn)程I/O模塊200自動(dòng)地構(gòu)造環(huán)形拓?fù)?，從而使得能夠通過在第一通信端子150和第二通信端子220之間連接的通信線路L進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。也即是說，在判定是否安裝了擴(kuò)展I/O模塊300之后，第一切換單元122和第三切換單元1 響應(yīng)于判定的結(jié)果而被操作。此外，在判定出第一通信端子150的狀態(tài)之后，第二切換單元1 響應(yīng)于判定的結(jié)果而被操作。根據(jù)所安裝的模塊的狀態(tài)執(zhí)行切換操作的第一至第三切換單元122、IM和126自動(dòng)地構(gòu)造環(huán)形拓?fù)洹５谝豢刂茊卧?30用于控制PLC 100的整體操作。也即是說，控制單元130控制 PLC 100，執(zhí)行PLC 100的計(jì)算操作，并且生成用于執(zhí)行第一切換單元122和第二切換單元 124的切換操作的信號(hào)。第一接線端子140包括多個(gè)接線端子，并且在其預(yù)定部分處是凹陷的以將擴(kuò)展I/ 0模塊300安裝至其上。第一通信端子150包括多個(gè)通信端子，并且連接至通信線路L以與遠(yuǎn)程I/O模塊 200通信。遠(yuǎn)程I/O模塊200包括第二 I/O端子，并且與PLC 100通信以經(jīng)由第二 I/O端子輸入和輸出PLC 100的數(shù)據(jù)。這種遠(yuǎn)程I/O模塊200包括第二通信單元210和第二通信端子220。第二通信單元210經(jīng)由數(shù)據(jù)線路L從PLC 100收發(fā)數(shù)據(jù)，從而經(jīng)由第二 I/O端子輸入和輸出PLC 100 的數(shù)據(jù)。第二通信端子220包括多個(gè)通信端子，并且連接至通信線路L以與PLC100通信。圖4是圖示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的PLC和擴(kuò)展I/O模塊之間的數(shù)據(jù)通信路徑的圖，并且圖5是圖示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的擴(kuò)展I/O模塊至PLC的安裝的圖。參照?qǐng)D4和圖5，擴(kuò)展I/O模塊300包括第三I/O端子340，并且被安裝至PLC 100 以經(jīng)由第三I/O端子340收發(fā)PLC 100的數(shù)據(jù)，從而擴(kuò)展數(shù)據(jù)的輸入和輸出范圍。為了執(zhí)行上述操作，擴(kuò)展I/O模塊300包括第三通信單元310、第四切換單元320 和第二接線端子330。第三通信單元310經(jīng)由PLC 100的第一接線端子140收發(fā)PLC 100的數(shù)據(jù)。第四切換單元320執(zhí)行切換操作以附加地連接擴(kuò)展I/O模塊300。也即是說，根據(jù)是否附加地安裝了擴(kuò)展I/O模塊300，第四切換單元320執(zhí)行切換操作，從而使得不需要附加操作就能夠僅僅通過安裝來構(gòu)造通信網(wǎng)絡(luò)。在表1至表4中示出了第一至第四切換單元122、124、1 和320中的每個(gè)的切換操作。表1第一切換單元的操作
權(quán)利要求
1.一種可編程邏輯控制器系統(tǒng)，所述可編程邏輯控制器系統(tǒng)包括可編程邏輯控制器并且所述可編程邏輯控制器具有用于輸入和輸出數(shù)據(jù)的第一 I/O端子，其中，所述可編程邏輯控制器系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程I/O模塊，其包括第二 I/O端子，并且所述遠(yuǎn)程I/O模塊與所述可編程邏輯控制器通信以通過所述第二 I/O端子輸入或者輸出所述可編程邏輯控制器的數(shù)據(jù)；以及擴(kuò)展I/O模塊，其包括第三I/O端子，并且所述擴(kuò)展I/O模塊被安裝至所述可編程邏輯控制器以通過所述第三I/O端子收發(fā)所述可編程邏輯控制器的數(shù)據(jù)，從而擴(kuò)展數(shù)據(jù)的輸入和輸出范圍。
2.如權(quán)利要求1所述的可編程邏輯控制器系統(tǒng)，其中，所述可編程邏輯控制器包括 第一通信單元，其用于與所述遠(yuǎn)程I/O模塊和所述擴(kuò)展I/O模塊通信；第一切換單元和第二切換單元，它們用于執(zhí)行切換操作以與所述遠(yuǎn)程I/O模塊和所述擴(kuò)展I/O模塊中的任一個(gè)或者兩個(gè)通信；以及第一控制單元，其用于生成控制信號(hào)以執(zhí)行所述第一切換單元和第二切換單元的切換操作。
3.如權(quán)利要求2所述的可編程邏輯控制器系統(tǒng)，其中，所述可編程邏輯控制器進(jìn)一步包括第三切換單元，其用于執(zhí)行切換操作以由所述遠(yuǎn)程I/O模塊和所述擴(kuò)展I/O模塊構(gòu)造環(huán)形拓?fù)洹?br> 4.如權(quán)利要求1所述的可編程邏輯控制器系統(tǒng)，其中，所述遠(yuǎn)程I/O模塊包括 第二通信單元，其用于通過預(yù)定的通信線路從所述可編程邏輯控制器收發(fā)所述可編程邏輯控制器的數(shù)據(jù)，從而通過所述第二 I/O端子輸入和輸出所述可編程邏輯控制器的數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1所述的可編程邏輯控制器系統(tǒng)，其中，所述擴(kuò)展I/O模塊包括 第三通信單元，其用于從所述可編程邏輯控制器收發(fā)所述可編程邏輯控制器的數(shù)據(jù)；以及第四切換單元，其用于執(zhí)行切換操作以附加地連接所述擴(kuò)展I/O模塊。
6.如權(quán)利要求1所述的可編程邏輯控制器系統(tǒng)，其中，所述可編程邏輯控制器包括多個(gè)第一接線端子，每個(gè)所述第一接線端子在其預(yù)定部分處是凹陷的以將所述擴(kuò)展I/O模塊安裝至其上。
7.如權(quán)利要求6所述的可編程邏輯控制器系統(tǒng)，其中，所述擴(kuò)展I/O模塊包括位于與所述第一接線端子的位置相對(duì)應(yīng)的位置處的多個(gè)第二接線端子，每個(gè)所述第二接線端子在其預(yù)定部分處突出以被安裝至所述第一接線端子。
8.如權(quán)利要求2所述的可編程邏輯控制器系統(tǒng)，其中，所述可編程邏輯控制器進(jìn)一步包括連接至通信線路以與所述遠(yuǎn)程I/O模塊通信的多個(gè)第一通信端子。
9.如權(quán)利要求8所述的可編程邏輯控制器系統(tǒng)，其中，所述遠(yuǎn)程I/O模塊包括連接至通信線路以與所述可編程邏輯控制器通信的多個(gè)第二通信端子。
全文摘要
在此公開了一種可編程邏輯控制器(PLC)系統(tǒng)，所述PLC系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程I/O模塊和擴(kuò)展I/O模塊，從而由所述遠(yuǎn)程I/O模塊和所述擴(kuò)展I/O模塊構(gòu)造環(huán)形拓?fù)洹?br> 文檔編號(hào)G05B19/05GK102478804SQ201110386208
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者宋東伸 申請(qǐng)人:Ls產(chǎn)電株式會(huì)社