專利名稱：一種分布式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)及主站模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及分布式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，尤其是提供一種分布式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)及主站模 塊。
背景技術(shù)：
在生產(chǎn)線、輸送線、物流設(shè)備和樓宇控制等應(yīng)用中，各個(gè)設(shè)備比較分散，都比較適合采用分布式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)進(jìn)行集中控制，由此可以節(jié)約大量線纜和安裝調(diào)試成本。目前的分布式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)有以下兩種通信模式進(jìn)行控制1、使用標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議，如Pofibus DP (現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn))，CC Link(control&communication link，控制-通信鏈路)等工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品，這類產(chǎn)品性能穩(wěn)定，實(shí)時(shí)性好，但價(jià)格比較高；2、使用PLC(ProgrammabIe logic Controller，可編程邏輯控制器)的通用通訊協(xié)議，如Modbus，Host Link等，成本低，但不具有實(shí)時(shí)性，反應(yīng)速度慢，延遲大，只能有限應(yīng)用?，F(xiàn)有方案中，PLC設(shè)備本身帶有專用的總線協(xié)議接口或主站模塊(接口或主站模塊集成在PLC設(shè)備本身)，這個(gè)接口或模塊再管理從站模塊，主站模塊一般必須和主站設(shè)備安在一起(同一個(gè)配電箱)，如果單純采用PLC設(shè)備通訊的高速協(xié)議，1個(gè)站就要15(歐姆龍CP1H、CP1L)到34ms (三菱FX2N)，可以最大只支持8個(gè)模塊，每個(gè)模塊的控制點(diǎn)可以達(dá) 320以上，對(duì)于小型系統(tǒng)來說，320個(gè)控制點(diǎn)已足夠，作為分布式控制系統(tǒng)，每個(gè)站不需要太大的控制點(diǎn)，如果只設(shè)計(jì)成PLC的從站，8個(gè)站就要最大34*8 = 272ms的延遲，如圖2所示， 這對(duì)實(shí)時(shí)控制是無論如何也無法忍受的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種基于PLC的分布式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)及主站模塊，從而在與PLC高速低成本實(shí)時(shí)互聯(lián)和實(shí)時(shí)通訊過程中減少延遲。為此，本實(shí)用新型實(shí)施例采用如下技術(shù)方案一種分布式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，包括PLC設(shè)備和至少一個(gè)從站模塊，還包括獨(dú)立于所述PLC設(shè)備并具有兩個(gè)通訊接口的主站模塊，該主站模塊通過一個(gè)通訊接口和PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通過另一個(gè)通訊接口管理從站模塊。一種分布式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的主站模塊，該主站模塊獨(dú)立于所述分布式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的PLC設(shè)備，并具有兩個(gè)通訊接口，通過一個(gè)通訊接口和PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通過另一個(gè)通訊接口管理從站模塊。其中，所述主站模塊與PLC設(shè)備之間采用PLC設(shè)備本身自帶的高速通訊協(xié)議通信。其中，所述高速通訊協(xié)議通信是指?jìng)€(gè)人計(jì)算機(jī)鏈路協(xié)議、并行鏈接協(xié)議或者現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。其中，所述主站模塊采用撥碼開關(guān)設(shè)定從站模塊的數(shù)目。相比于現(xiàn)有方案PLC設(shè)備本身帶有專用的總線協(xié)議接口或主站模塊(接口或模塊集成在PLC設(shè)備本身)，主站模塊一般必須和主站設(shè)備安在一起(同一個(gè)配電箱)，本系統(tǒng)不受這個(gè)限制，采用獨(dú)立于PLC設(shè)備的主站模塊，該主站模塊具有兩個(gè)通訊口，分別實(shí)現(xiàn)與 PLC設(shè)備無縫高速鏈接以及與各個(gè)從站模塊的互聯(lián)，從而減少延遲，達(dá)到與PLC高速低成本實(shí)時(shí)互聯(lián)和實(shí)時(shí)通訊目的。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中PLC設(shè)備控制從站模塊的示意圖；圖2為本實(shí)用新型PLC設(shè)備通過主站模塊控制從站模塊的示意圖；圖3為本實(shí)用新型主站模塊撥碼開關(guān)示意圖；圖4為本實(shí)用新型分布式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)架構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
與現(xiàn)有技術(shù)不同，本實(shí)用新型中，在PLC設(shè)備之外獨(dú)立設(shè)置主站模塊，這個(gè)主站模塊另一個(gè)通訊口再管理從站模塊，從而形成二級(jí)網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)二級(jí)網(wǎng)絡(luò)采用簡(jiǎn)化的高速協(xié)議， 15個(gè)從站模塊最大延遲15ms，34+15 = 49ms，這個(gè)延遲時(shí)間可以滿足大多數(shù)實(shí)時(shí)控制的要求，而且這是最大的延遲時(shí)間，根據(jù)控制系統(tǒng)的不同，可以優(yōu)化，最好可以達(dá)到20ms以下的延遲時(shí)間，如圖2所示?？梢?，本實(shí)用新型中的分布式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)除了 PLC設(shè)備，還包括以下兩類模塊 1主站模塊和PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并管理從站模塊，把PLC指令下發(fā)從站模塊，同時(shí)把從站模塊的檢測(cè)數(shù)據(jù)上報(bào)給PLC。2從站模塊接收主站模塊信息，并把現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)信息上傳給主站模塊。具體地，主站模塊至少具有2個(gè)通訊口，一個(gè)通訊口和PLC無縫高速鏈接，采用PLC 本身自帶的高速通訊協(xié)議，解決了應(yīng)用這類產(chǎn)品的實(shí)時(shí)性的瓶頸，目前還沒有廠家解決和 PLC低成本實(shí)時(shí)互聯(lián)；另一個(gè)通訊口管理從站模塊，采用簡(jiǎn)化的高速通訊協(xié)議，接收和發(fā)送各種狀態(tài)給從站模塊，這樣就解決了遠(yuǎn)程IO和PLC的實(shí)時(shí)通訊問題。從站模塊具有1個(gè)通訊口，接收主站模塊命令并把輸入狀態(tài)給主站模塊。如圖3所示，主站模塊采用撥碼開關(guān)作為從站模塊數(shù)目的設(shè)定，從站模塊使用撥碼開關(guān)設(shè)定地址，這樣做可以簡(jiǎn)便現(xiàn)場(chǎng)使用和維護(hù)。本實(shí)用新型中，主站模塊和PLC設(shè)備可采用以下任意通訊協(xié)議①個(gè)人計(jì)算機(jī)鏈路協(xié)議(PC Link)，例如，和歐姆龍PLC設(shè)備之間可采用該協(xié)議通
fn °②并行鏈接協(xié)議，例如，和三菱PLC設(shè)備之間可采用該協(xié)議通信。③現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)(Profibus DP)，例如，和西門子PLC設(shè)備之間可采用該協(xié)議通
fn °主站模塊和從站模塊之間的通訊采用簡(jiǎn)化的高速協(xié)議，一個(gè)數(shù)據(jù)幀小于8個(gè)字節(jié)。該分布式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的架構(gòu)圖如圖4所示，其中，可采用三菱 FX2N作為PLC設(shè)備，圖中示出了接口管腳RDA、RDB、SDA、SDB、SG、A1、A2、B1和B2。其工作流程為控制數(shù)據(jù)從PLC設(shè)備發(fā)送到主站模塊，主站模塊再分發(fā)到各個(gè)從站模塊，現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)由對(duì)應(yīng)的從站模塊上報(bào)到主站模塊，再由主站模塊上傳PLC設(shè)備。采用本實(shí)用新型的系統(tǒng)，可管理192入/192出計(jì)384個(gè)開關(guān)量，延遲時(shí)間小于50ms，在立體車庫領(lǐng)域已實(shí)際應(yīng)用，效果良好。除了分布式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)外，本實(shí)用新型還提供一種分布式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的主站模塊，該主站模塊獨(dú)立于所述分布式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的PLC設(shè)備，并具有兩個(gè)通訊接口， 通過一個(gè)通訊接口和PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通過另一個(gè)通訊接口管理從站模塊，包括把PLC指令下發(fā)從站模塊，同時(shí)把從站模塊的檢測(cè)數(shù)據(jù)上報(bào)給PLC等。
其中，主站模塊與PLC設(shè)備之間采用PLC設(shè)備本身自帶的高速通訊協(xié)議通信，具體地，高速通訊協(xié)議通信是指PC Link、并行鏈接協(xié)議或者Profibus DP等。優(yōu)選地，主站模塊采用撥碼開關(guān)設(shè)定從站模塊的數(shù)目?？梢?，相比于現(xiàn)有方案PLC設(shè)備本身帶有專用的總線協(xié)議接口或主站模塊(接口或模塊集成在PLC設(shè)備本身)，主站模塊一般必須和主站設(shè)備安在一起(同一個(gè)配電箱)， 本系統(tǒng)不受這個(gè)限制，采用獨(dú)立于PLC設(shè)備的主站模塊，該主站模塊具有兩個(gè)通訊口，分別實(shí)現(xiàn)與PLC設(shè)備無縫高速鏈接以及與各個(gè)從站模塊的互聯(lián)，從而解決與PLC高速低成本實(shí)時(shí)互聯(lián)和實(shí)時(shí)通訊問題。以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種分布式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，包括PLC設(shè)備和至少一個(gè)從站模塊，其特征在于，還包括獨(dú)立于所述PLC設(shè)備并具有兩個(gè)通訊接口的主站模塊，該主站模塊通過一個(gè)通訊接口和 PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通過另一個(gè)通訊接口管理從站模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述主站模塊采用撥碼開關(guān)設(shè)定從站模塊的數(shù)目。
3.—種主站模塊，其特征在于，該主站模塊應(yīng)用于權(quán)利要求1或2所述的分布式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種分布式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)以及主站模塊，其中的系統(tǒng)包括PLC設(shè)備和至少一個(gè)從站模塊，并且，還包括獨(dú)立于所述PLC設(shè)備并具有兩個(gè)通訊接口的主站模塊，該主站模塊通過一個(gè)通訊接口和PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通過另一個(gè)通訊接口管理從站模塊。本系統(tǒng)采用獨(dú)立于PLC設(shè)備的主站模塊，該主站模塊具有兩個(gè)通訊口，分別實(shí)現(xiàn)與PLC設(shè)備無縫高速鏈接以及與各個(gè)從站模塊的互聯(lián)，從而解決與PLC高速低成本實(shí)時(shí)互聯(lián)和實(shí)時(shí)通訊問題。
文檔編號(hào)G05B19/418GK202141922SQ20102067673
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者周永軍 申請(qǐng)人:周永軍