專利名稱：一種基于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式可編程控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型一種基于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式可編程控制器，具體涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的采用多種通信總線實現(xiàn)通信的可編程控制器。
背景技術(shù)：
PLC設(shè)備經(jīng)過四十多年的不斷改進(jìn)與完善，傳統(tǒng)產(chǎn)品已非常成熟，然而由于技術(shù)的復(fù)雜和行業(yè)的特殊，世界上幾家大的工控公司如西門子、Rockwell、GE、Schneider等壟斷著PLC市場，我國目前仍沒有自主有競爭力的PLC品牌產(chǎn)品，且PLC是技術(shù)相對封閉的產(chǎn)品，遠(yuǎn)不能反映當(dāng)前電子信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，當(dāng)前從芯片到 操作系統(tǒng)軟件都發(fā)生了革命性的變化，各種高性價比的SOC芯片層出不窮，Linux操作系統(tǒng)、各具特色的RTOS在各類嵌入式應(yīng)用中占據(jù)了重要地位，這些產(chǎn)業(yè)變化與技術(shù)的進(jìn)步，對工業(yè)自動控制領(lǐng)域也產(chǎn)生了重大影響，PLC產(chǎn)品正在發(fā)生重大變化，從硬件架構(gòu)到軟件到系統(tǒng)都在發(fā)生重要變革，同時，由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展深入，越來越多的PLC系統(tǒng)在通訊方式和數(shù)據(jù)傳輸能力上達(dá)不到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的要求。

實用新型內(nèi)容本實用新型克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，所要解決的技術(shù)問題是提供通訊方式多樣，數(shù)據(jù)傳輸能力強的基于物聯(lián)網(wǎng)的可編程控制器。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是一種基于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式可編程控制器，所述可編程控制器主要包括有安裝在背板上的主控制器模塊、電源模塊、通信模塊、數(shù)字量IO模塊、模擬量IO模塊和無線傳感網(wǎng)關(guān)模塊，電源模塊給整個背板供電；所述背板上設(shè)置有USB高速總線、企業(yè)應(yīng)用以太網(wǎng)總線和實時以太網(wǎng)現(xiàn)場總線，上述主控制器模塊設(shè)置有USB高速總線接口和企業(yè)應(yīng)用以太網(wǎng)總線接口，主控制器模塊通過上述USB高速總線接口和企業(yè)應(yīng)用以太網(wǎng)總線接口接入USB高速總線和企業(yè)應(yīng)用以太網(wǎng)總線；上述通信模塊包括有USB高速通信模塊和實時以太網(wǎng)現(xiàn)場通信模塊，通信模塊通過上述USB高速通信模塊和實時以太網(wǎng)現(xiàn)場通信模塊接入USB高速總線和實時以太網(wǎng)現(xiàn)場總線；上述數(shù)字量IO模塊、模擬量IO模塊和無線傳感網(wǎng)關(guān)模塊均設(shè)置有USB高速總線接口，數(shù)字量IO模塊、模擬量IO模塊和無線傳感網(wǎng)關(guān)模塊通過各自的USB高速總線接口接AUSB高速總線。所述主控制器模塊、電源模塊、通信模塊、數(shù)字量IO模塊、模擬量IO模塊和無線傳感網(wǎng)關(guān)模塊均可以熱插拔。所述主控制器模塊采用熱備份，所述電源模塊采用冗余電源。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是本實用新型在背板中設(shè)置有多種通信總線，通過主控制器模塊指揮協(xié)調(diào)各個功能模塊的工作，主控制器模塊和功能模塊之間通過統(tǒng)一的通信協(xié)議來完成數(shù)據(jù)交換，保證網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)男畔⒌囊恢滦?，同時功能模塊之間可以通過主控制器模塊的指揮實現(xiàn)直接數(shù)據(jù)交換，從而提升了 PLC主控器與各模塊之間的數(shù)據(jù)交互速率，加強了系統(tǒng)的可靠性，豐富了 PLC的應(yīng)用方式。
以下結(jié)合附圖
對本實用新型的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖I是本實用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1為主控制器模塊、2為電源模塊、3為通信模塊、4為數(shù)字量IO模塊、5為模擬量IO模塊、6為無線傳感網(wǎng)關(guān)模塊、7為USB高速總線、8為 企業(yè)應(yīng)用以太網(wǎng)總線、9為實時以太網(wǎng)現(xiàn)場總線、10為USB高速通信模塊、11為實時以太網(wǎng)現(xiàn)場通信模塊。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型一種基于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式可編程控制器主要包括有安裝在背板上的主控制器模塊I、電源模塊2、通信模塊3、數(shù)字量IO模塊4、模擬量IO模塊5和無線傳感網(wǎng)關(guān)模塊6，電源模塊2給整個背板供電。所述背板上設(shè)置有USB高速總線7、企業(yè)應(yīng)用以太網(wǎng)總線8和實時以太網(wǎng)現(xiàn)場總線9，上述主控制器模塊I設(shè)置有USB高速總線接口和企業(yè)應(yīng)用以太網(wǎng)總線接口，主控制器模塊I通過上述USB高速總線接口和企業(yè)應(yīng)用以太網(wǎng)總線接口接入USB高速總線7和企業(yè)應(yīng)用以太網(wǎng)總線8，主控制器模塊I支持多種編程語言，例如梯形圖C語言、FBD功能塊圖、ST結(jié)構(gòu)化文本指令表和符號變量編程，采用以太網(wǎng)編程，易于進(jìn)行遠(yuǎn)程編程和維護，主控制器模塊I采用熱備份，電源模塊2采用冗余電源，主控制器模塊I支持冗余電源，所述USB高速總線7可以采用USB3. O總線。上述通信模塊3包括有USB高速通信模塊10和實時以太網(wǎng)現(xiàn)場通信模塊11，通信模塊3通過上述USB高速通信模塊10和實時以太網(wǎng)現(xiàn)場通信模塊11接入USB高速總線7和實時以太網(wǎng)現(xiàn)場總線9 ;所述USB高速通信模塊10采用USB3. O接口，所述實時以太網(wǎng)現(xiàn)場通信模塊11帶有工業(yè)級微處理器，用于傳統(tǒng)PLC邏輯控制處理，具有IOOMEthernet接口用于本實用新型間的現(xiàn)場通信，支持IEEE 1588時間同步協(xié)議，用以支持基于Ethernet/IP的CIP sync,用于實時以太網(wǎng)通信。上述數(shù)字量IO模塊4、模擬量IO模塊5和無線傳感網(wǎng)關(guān)模塊6均設(shè)置有USB高速總線接口，數(shù)字量IO模塊4、模擬量IO模塊5和無線傳感網(wǎng)關(guān)模塊6通過各自的USB高速總線接口接入USB高速總線7，所述無線傳感網(wǎng)關(guān)模塊6進(jìn)行PAC傳輸過程的協(xié)議轉(zhuǎn)換同時，承擔(dān)組建和管理WSN網(wǎng)絡(luò)工作，主要功能有掃描并選定數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锢硗ǖ?，分配WSN內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)地址，發(fā)送廣播同步幀，初始化WSN網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，配合WSN網(wǎng)絡(luò)所采用的MAC算法和路由協(xié)議，協(xié)助完成鄰里節(jié)點連接的建立和路由的形成，對接收的數(shù)據(jù)完成協(xié)議轉(zhuǎn)換，從各個點接收的數(shù)據(jù)根據(jù)具體應(yīng)用需求和當(dāng)前的帶寬，自適應(yīng)地啟動數(shù)據(jù)融合算法，降低數(shù)據(jù)冗余度，處理來自監(jiān)控中心的監(jiān)控指令。所述主控制器模塊I、電源模塊2、通信模塊3、數(shù)字量IO模塊4、模擬量IO模塊5和無線傳感網(wǎng)關(guān)模塊6均可以熱插拔，方便應(yīng)用于各種背板系統(tǒng)中；所述數(shù)字量IO模塊4、模擬量IO模塊5可以有多個，具有很好的可擴展性和開放性。上述主控制器模塊I是整個可編程控制器的核心，主控制器模塊I指揮協(xié)調(diào)各個功能模塊的工作；背板上設(shè)置有多種通訊總線，主控制器與各功能模塊之間通過USB高速總線7來完成數(shù)據(jù)交換，保證網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)男畔⒌囊恢滦?，同時功能模塊之間可以通過主控制器模塊I的指揮下在USB高速總線7實現(xiàn)直接數(shù)據(jù)交換，實時以太網(wǎng)現(xiàn)場通信模塊11可以通過實時以太網(wǎng)現(xiàn)場總線9進(jìn)線通訊，達(dá)到最優(yōu)的通訊效果，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰?。本實用新型整體采用熱插拔模塊化的設(shè)計，各個模塊通過主控制器模塊I完成相應(yīng)的獨立功能，不同模塊接收處理不同類型的數(shù)據(jù)信息，將各個接口、各個協(xié)議的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一格式，通過總線傳給主控制器模塊I進(jìn)行處理，當(dāng) 需要來采用上述功能模塊以外的接口裝置或者功能模塊的配置不能滿足復(fù)雜的通信處理功能時，可通過擴展模塊來擴展，具有很強的擴展性和開放性，應(yīng)用廣泛。
權(quán)利要求1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式可編程控制器，其特征在于所述可編程控制器主要包括有安裝在背板上的主控制器模塊(I)、電源模塊(2)、通信模塊(3)、數(shù)字量IO模塊(4)、模擬量IO模塊(5)和無線傳感網(wǎng)關(guān)模塊(6)，電源模塊(2)給整個背板供電； 所述背板上設(shè)置有USB高速總線(7)、企業(yè)應(yīng)用以太網(wǎng)總線(8)和實時以太網(wǎng)現(xiàn)場總線(9)，上述主控制器模塊(I)設(shè)置有USB高速總線接口和企業(yè)應(yīng)用以太網(wǎng)總線接口，主控制器模塊(I)通過上述USB高速總線接口和企業(yè)應(yīng)用以太網(wǎng)總線接口接入USB高速總線(7 )和企業(yè)應(yīng)用以太網(wǎng)總線(8)； 上述通信模塊(3 )包括有USB高速通信模塊(10 )和實時以太網(wǎng)現(xiàn)場通信模塊(11)，通信模塊(3)通過上述USB高速通信模塊(10)和實時以太網(wǎng)現(xiàn)場通信模塊(11)接入USB高速總線(7)和實時以太網(wǎng)現(xiàn)場總線(9)； 上述數(shù)字量IO模塊(4)、模擬量IO模塊(5)和無線傳感網(wǎng)關(guān)模塊(6)均設(shè)置有USB高速總線接口，數(shù)字量IO模塊(4)、模擬量IO模塊(5)和無線傳感網(wǎng)關(guān)模塊(6)通過各自的USB高速總線接口接入USB高速總線(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式可編程控制器，其特征在于所述主控制器模塊(I)、電源模塊(2 )、通信模塊(3 )、數(shù)字量IO模塊(4)、模擬量IO模塊(5 )和無線傳感網(wǎng)關(guān)模塊(6)均可以熱插拔。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式可編程控制器，其特征在于所述主控制器模塊(I)采用熱備份，所述電源模塊(2 )采用冗余電源。
專利摘要本實用新型一種基于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式可編程控制器，具體涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的采用多種通信總線實現(xiàn)通信的可編程控制器；解決的技術(shù)問題是提供通訊方式多樣，數(shù)據(jù)傳輸能力強的基于物聯(lián)網(wǎng)的可編程控制器；采用的技術(shù)方案是一種基于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式可編程控制器，所述可編程控制器主要包括有安裝在背板上的主控制器模塊、電源模塊、通信模塊、數(shù)字量IO模塊、模擬量IO模塊和無線傳感網(wǎng)關(guān)模塊，電源模塊給整個背板供電；本實用新型廣泛適用于通訊領(lǐng)域。
文檔編號G05B19/05GK202583801SQ201220239578
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者李瑋, 吳曉闖, 王耀華, 王翠玲, 李文泉, 宋慧娟, 孟郁金, 王玉宏, 田濤, 于東偉, 李峰, 張建江, 白志斌 申請人:山西聯(lián)華偉業(yè)科技有限公司