具備內(nèi)置plc功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器，包括主控制器單元、從控制器單元、模擬量單元、數(shù)字量單元，及算法執(zhí)行單元，其中控制器內(nèi)部存在兩條數(shù)據(jù)總線，其中一條公共數(shù)據(jù)總線由主控制器單元和從控制器單元分時(shí)共享，實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量單元和數(shù)字量單元的采樣及輸出，而且在任意時(shí)刻主控制器單元具有絕對(duì)優(yōu)先使用權(quán)，該控制器通過(guò)地址總線進(jìn)行尋址操作。該控制器將主控制器單元與從控制器單元的功能完全區(qū)分開(kāi)，各自獨(dú)立完成所規(guī)定的任務(wù)，同時(shí)它們之間實(shí)現(xiàn)高速通訊及數(shù)據(jù)交換，確保整個(gè)控制器的功能集成性及應(yīng)用擴(kuò)展性；同時(shí)能夠節(jié)約外置PLC及相關(guān)外置采樣輸出的配置電路的成本，以及頻繁升級(jí)控制器控制芯片的成本。
【專利說(shuō)明】具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器，尤其涉及該控制器的系統(tǒng)架構(gòu)、功能劃分及協(xié)調(diào)工作等方面的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，需要使用包括控制器的設(shè)備，所用控制器除了要實(shí)現(xiàn)相應(yīng)控制算法、完成設(shè)備所具備的功能外，還需要對(duì)系統(tǒng)所需模擬量進(jìn)行采樣及輸出，以及對(duì)系統(tǒng)所需數(shù)字量進(jìn)行采樣和輸出；在一些應(yīng)用場(chǎng)合，還同時(shí)需要具備對(duì)外顯示及通訊等功能。當(dāng)使用控制器的設(shè)備本身較復(fù)雜，或者需要處理外部模擬及數(shù)字量較多，或者需要具備較強(qiáng)的顯示功能，或者需要具備較多的對(duì)外通訊功能時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)的控制器往往不能滿足應(yīng)用需要，被迫采用越來(lái)越高檔的控制芯片，極大地增加了控制器的硬件成本，以及為了適應(yīng)更高性能控制芯片的使用而重新編寫軟件等人力成本。
[0003]但是為解決控制器不能滿足越來(lái)越復(fù)雜的應(yīng)用需求，除了不斷更換越來(lái)越高檔的控制芯片外，還需要設(shè)計(jì)越來(lái)越多的模擬量及數(shù)字量采樣及輸出通道，以及要求越來(lái)越復(fù)雜的對(duì)外顯示及通訊電路；這導(dǎo)致控制器中配置的模擬量及數(shù)字量的采集及輸出的通道越來(lái)越多、相應(yīng)電路規(guī)模越來(lái)越大，同時(shí)顯示及通訊相關(guān)電路的規(guī)模也越來(lái)越大。為了適應(yīng)越來(lái)越復(fù)雜的應(yīng)用需求而設(shè)計(jì)的控制器，當(dāng)應(yīng)用到需求較簡(jiǎn)單的場(chǎng)合時(shí)，無(wú)論是控制芯片、模擬量及數(shù)字量的采樣及輸出通道，還是顯示及通訊電路，都可能存在大量的浪費(fèi)。
[0004]另一方面，即使通過(guò)采用更高檔的控制芯片使控制器的性能大幅提高，也存在一些實(shí)際工況使控制器無(wú)法滿足應(yīng)用需要，特別是一些比較復(fù)雜的應(yīng)用工況，還要在控制器外額外配備外置的PLC(Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器),實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的邏輯控制，以及對(duì)系統(tǒng)所需模擬量的采樣及輸出、對(duì)系統(tǒng)所需數(shù)字量的采樣及輸出；根據(jù)需要，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)外顯示及通訊等功能。
[0005]當(dāng)一個(gè)高檔控制器無(wú)法滿足應(yīng)用需求而再配備外置PLC后，在整個(gè)系統(tǒng)中同時(shí)存在兩個(gè)具備控制功能的部件；根據(jù)應(yīng)用需要，控制器和外置PLC都能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)模擬量及數(shù)字量的采樣及輸出，也都能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)外顯示和通訊。但是根據(jù)使用控制器的設(shè)備的功能要求，控制器一般對(duì)模擬量及數(shù)字量的采樣及輸出，要求響應(yīng)速度比較快，甚至很多情況要求實(shí)時(shí)采樣來(lái)做實(shí)時(shí)控制；而外置PLC —般響應(yīng)速度較慢，因此控制器和外置PLC難以共享對(duì)模擬量及數(shù)字量的采樣及輸出，以及統(tǒng)一對(duì)外顯示和通訊。這導(dǎo)致二者資源的浪費(fèi)，無(wú)論是控制器與外置PLC之間的資源重復(fù)配置，還是對(duì)模擬量及數(shù)字量的采樣及輸出通道的浪費(fèi)，甚至還包括外部為這些采樣通道提供配套條件的資源的浪費(fèi)。
[0006]除了增加成本和浪費(fèi)資源外，控制器9與外置PLC 二者在系統(tǒng)集成及控制性能上也存在不協(xié)調(diào)的問(wèn)題，導(dǎo)致二者的系統(tǒng)集成度較低?？刂破髋c外置PLC是兩套獨(dú)立的系統(tǒng)，一套系統(tǒng)要求處理速度快、一套系統(tǒng)的處理速度慢，盡管可以通過(guò)通訊方式將兩者聯(lián)系起來(lái)，但外置PLC系統(tǒng)對(duì)模擬量及數(shù)字量的采樣速度較慢，通過(guò)通訊送給控制器一般也會(huì)因?qū)崟r(shí)性太差而難以使用。此外，系統(tǒng)對(duì)外的顯示和通訊，控制器和外置PLC都能實(shí)現(xiàn)，而且在沒(méi)有外置PLC時(shí)都是由控制器處理，一旦加入外置PLC后，若交由外置PLC處理，內(nèi)部很多程序都要重新編寫及調(diào)試，不僅增加了運(yùn)營(yíng)成本，而且還延長(zhǎng)了應(yīng)用時(shí)間；為了使系統(tǒng)內(nèi)部程序標(biāo)準(zhǔn)化，很多時(shí)候不得不將顯示和通訊等功能仍舊由控制器完成。因此在由控制器和外置PLC都存在的應(yīng)用中，在二者的功能分配上，控制器除了實(shí)現(xiàn)相應(yīng)控制算法的功能夕卜，仍需要拿出大量的資源處理模擬量及數(shù)字量的采樣及輸出，以及對(duì)外顯示和通訊，以及對(duì)外置PLC的通訊；這大量占用了控制器的寶貴資源、極大地降低了控制器的使用效率，并限制了控制器實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜的控制算法，進(jìn)而使得在一些更為復(fù)雜的控制中，不得不不斷采用功能更加強(qiáng)大的控制器，從另一方面再次提高了控制器的成本。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器，將傳統(tǒng)控制器與外置PLC功能集成到一起，由主控制器實(shí)現(xiàn)核心控制算法功能，根據(jù)控制算法需要對(duì)模擬量及數(shù)字量進(jìn)行采樣和輸出，同時(shí)與從控制器進(jìn)行高速通訊，還可選配對(duì)外部其它控制器進(jìn)行高速通訊來(lái)實(shí)現(xiàn)多機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)行；從控制器實(shí)現(xiàn)除核心控制算法外的其它所有控制功能，包括系統(tǒng)邏輯控制、對(duì)外顯示及通訊等功能，同時(shí)根據(jù)自身功能需要對(duì)模擬量及數(shù)字量進(jìn)行采樣和輸出，同時(shí)與主控制器進(jìn)行高速通訊。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0009]具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器9，包括主控制器單元(MasterCentral Processing Unit,稱作 MCPU 單兀 2)、從控制器單兀(Slave Central ProcessingUnit,稱作SCPU單兀3)、模擬量單兀(Analog Input&OutputUnit,稱作AIO單兀4)、數(shù)字量單兀(Digital Input&Output Unit,稱作DIO單兀5),及算法執(zhí)行單兀(Algorithm ExecuteUnit，稱作AEU單元I)，兩條數(shù)據(jù)總線6 (6a，6b)，以及地址總線7。
[0010]所述控制器9中，從MCPU單元2對(duì)外有兩條數(shù)據(jù)總線6:—條數(shù)據(jù)總線6a是MCPU單元2為實(shí)現(xiàn)核心控制算法所配置的數(shù)據(jù)總線6，用來(lái)與一個(gè)或多個(gè)AEU單元I進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)MCPU單元2與AEU單元I之間的數(shù)據(jù)交換，確保AEU單元I按照MCPU單元2的要求執(zhí)行相應(yīng)控制算法的要求，完成相應(yīng)產(chǎn)品功能。另一條數(shù)據(jù)總線6b是MCPU單元2與SCPU單元3公共、與AIO單元4和DIO單元5進(jìn)行互聯(lián)的數(shù)據(jù)總線6，實(shí)現(xiàn)它們之間按照需要進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)交換功能；對(duì)MCPU單元2來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)與AIO單元4和DIO單元5的數(shù)據(jù)交換，完成核心控制算法所需模擬量及數(shù)字量的采樣及輸出；以及實(shí)現(xiàn)與SCPU單元3的數(shù)據(jù)交換，完成兩大控制單元的協(xié)調(diào)工作。根據(jù)應(yīng)用需要，還可以在MCPU單元2上另外配置高速通訊接口，實(shí)現(xiàn)多套具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器9之間的相互通訊，通過(guò)地址總線7尋址，實(shí)現(xiàn)控制器9間的并聯(lián)運(yùn)行或其它形式的配合運(yùn)行。
[0011]所述控制器9中，SCPU單元3也利用與MCPU公共的數(shù)據(jù)總線6b，實(shí)現(xiàn)與AIO單元4和DIO單元5的數(shù)據(jù)交換，完成SCPU單元3所實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)邏輯控制、對(duì)外顯示及通訊等功能所需要的模擬量及數(shù)字量的采樣及輸出；以及實(shí)現(xiàn)與MCPU單元2的數(shù)據(jù)交換，完成兩大控制單元的協(xié)調(diào)工作。AIO單元4和DIO單元5同時(shí)通過(guò)這條公共的數(shù)據(jù)總線6b與MCPU單元2和SCPU單元3連接，分別供MCPU單元2和SCPU單元3進(jìn)行模擬量及數(shù)字量的采樣及輸出。
[0012]所述控制器9中，MCPU單元2和SCPU單元3具備操作該公共數(shù)據(jù)總線6b的能力、AIO單元4和DIO單元5響應(yīng)MCPU單元2和SCPU單元3的要求選通公共數(shù)據(jù)總線6b。為確保MCPU實(shí)現(xiàn)相應(yīng)控制算法對(duì)模擬量及數(shù)字量的采樣及輸出的快速性、實(shí)時(shí)性要求，MCPU單元2在任何時(shí)候?qū)矓?shù)據(jù)總線6b都有絕對(duì)優(yōu)先使用權(quán)，即在任何時(shí)候當(dāng)MCPU單元2需要使用公共數(shù)據(jù)總線6b時(shí)，SCPU單元3自動(dòng)退出對(duì)公共數(shù)據(jù)總線6b的任何操作。
[0013]所述控制器9中，為進(jìn)一步確保MCPU單元2實(shí)現(xiàn)相應(yīng)控制算法對(duì)模擬量采樣及輸出的快速性、實(shí)時(shí)性要求，AIO單元4的采樣及輸出直接由MCPU單元2控制；基于公共總線結(jié)構(gòu)，它也可直接由SCPU單元3控制。
[0014]所述控制器9中，由于MCPU單元2和SCPU單元3對(duì)DIO單元5所處理數(shù)字量的快速性要求都不高，DIO單元5的采樣及輸出由DIO單元5自行處理，所得處理結(jié)果供MCPU單元2及SCPU單元3讀取，同時(shí)接受MCPU單元2及SCPU單元3的控制指令對(duì)數(shù)字輸出量的控制。
[0015]所述控制器9中，兩個(gè)數(shù)據(jù)總線6都有較強(qiáng)的擴(kuò)展功能，可根據(jù)應(yīng)用需要配置數(shù)量不等的MCPU單元2、SCPU單元3、AIO單元4、DIO單元5和AEU單元I?？膳渲脙蓧KMCPU單元2實(shí)現(xiàn)控制器9的主控制單元的熱備用，或兩塊SCPU單元3實(shí)現(xiàn)控制器9的從控制單元的熱備用；可分別配置一塊或多塊AIO單元4和DIO單元5，實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量及數(shù)字量采樣及輸出通道的擴(kuò)展，滿足系統(tǒng)對(duì)更多采樣及輸出的需求；可配置一塊或多塊AEU單元1，實(shí)現(xiàn)MCPU單元2對(duì)數(shù)量不等的算法執(zhí)行單元的通訊及控制。
[0016]與常規(guī)控制器相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0017]該控制器9將主控制器和從控制器的功能完全區(qū)分開(kāi)，每個(gè)控制器獨(dú)立完成所規(guī)定的任務(wù)，目標(biāo)任務(wù)明確，便于控制器架構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化和節(jié)約開(kāi)發(fā)時(shí)間。
[0018]該控制器9的主控制器和從控制器均獨(dú)立進(jìn)行模擬量及數(shù)字量的采樣和輸出，避免主從控制器之間傳遞這些數(shù)據(jù)占用大量的高速通訊資源，以及主從控制器各自處理這部分通訊所浪費(fèi)的大量資源，便于各自將有限的資源更有效地用于本職任務(wù)。
[0019]該控制器9的主從控制器之間有高速通訊聯(lián)絡(luò)，及時(shí)進(jìn)行控制命令、保護(hù)命令等數(shù)據(jù)交換，確保整個(gè)控制器9的功能集成及應(yīng)用擴(kuò)展性。
[0020]該控制器9能夠節(jié)約外置PLC及相關(guān)的采樣、輸出的配置電路的成本，以及為滿足越來(lái)越復(fù)雜的應(yīng)用需求所設(shè)計(jì)的越來(lái)越高檔控制器的成本。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器9架構(gòu)的原理圖；
[0022]圖2是具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器9用于單套設(shè)備的一種實(shí)現(xiàn)方式示例原理圖；
[0023]圖3是具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器9用于多套設(shè)備的一種實(shí)現(xiàn)方式示例原理圖；
[0024]圖4是多套具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器9通過(guò)高速通訊互聯(lián)應(yīng)用的一種實(shí)現(xiàn)方式不例原理圖；
[0025]圖5是是具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)線主從控制器MCPU單元2和SCPU單元3工作時(shí)序圖。【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)方式作進(jìn)一步詳細(xì)敘述。
[0027]見(jiàn)圖1，具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)線主從控制器9架構(gòu)是一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)，內(nèi)部?jī)蓚€(gè)數(shù)據(jù)總線6都可以根據(jù)需要擴(kuò)充，而且MCPU單元2、SCPU單元3、AIO單元4、DIO單元5和AEU單元I也都可以擴(kuò)充，根據(jù)具體應(yīng)用需要選配。
[0028]見(jiàn)圖2，具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器9用于單套設(shè)備的一種實(shí)現(xiàn)方式示例原理圖，適用于三電平等多電平電力電子設(shè)備、采用各種控制方法的工業(yè)產(chǎn)品、用于各種應(yīng)用工藝的工業(yè)設(shè)備等各種各樣的單套設(shè)備中。
[0029]見(jiàn)圖3，具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器9用于多設(shè)備8的一種實(shí)現(xiàn)方式示例原理圖，適用于需要多套設(shè)備8并聯(lián)運(yùn)行、配合運(yùn)行、主從控制運(yùn)行等應(yīng)用場(chǎng)合。如可以通過(guò)對(duì)這套控制器的兩個(gè)數(shù)據(jù)總線6進(jìn)行擴(kuò)充，以及加入更多數(shù)量的組成單元，作為多套配合運(yùn)行工業(yè)設(shè)備的控制器9，也可以作為多套主從控制工業(yè)設(shè)備的控制器9，還可以作為多套并聯(lián)運(yùn)行的工業(yè)設(shè)備的控制器9。
[0030]見(jiàn)圖4，多套具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線6型主從控制器9通過(guò)高速通訊互聯(lián)應(yīng)用的一種實(shí)現(xiàn)方式示例原理圖；通過(guò)每套控制器9的MCPU單元2預(yù)留對(duì)外高速通訊接口實(shí)現(xiàn)相互通訊，實(shí)現(xiàn)控制器9間的并聯(lián)運(yùn)行，或其它形式的配合運(yùn)行。
[0031]見(jiàn)圖5，其中Ta為AIO單元操作周期，Td為DIO單元操作周期，Tcc為核心控制算法的操作周期，Tdc為顯示及通訊功能的操作周期?？梢?jiàn)，具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)線主從控制器9對(duì)公共數(shù)據(jù)總線6b的使用是有嚴(yán)格優(yōu)先級(jí)的，MCPU單元2和SCPU單元3的工作時(shí)序是異步的，或者說(shuō)是相對(duì)獨(dú)立的。在MCPU單元2的每個(gè)控制周期開(kāi)始后，MCPU單元2先對(duì)AIO單元4進(jìn)行操作，主要是模擬量的采樣，然后對(duì)DIO單元5進(jìn)行操作，主要是數(shù)字量的采樣；這里對(duì)AIO單元4的操作和對(duì)DIO單元5的操作順序不是絕對(duì)的，它們的順序可以互換。MCPU單元2做完對(duì)AIO單元4和DIO單元5的操作后，開(kāi)始執(zhí)行這個(gè)控制周期內(nèi)的核心控制算法的功能，包括通過(guò)另一數(shù)據(jù)總線6a與AEU單元I的數(shù)據(jù)交換。SCPU單元3的控制周期與MCPU單元2 —致(也可以不一致)，但是起始時(shí)間不一樣，當(dāng)MCPU單元2完成對(duì)AIO單元4和DIO單元5的操作后，SCPU單元3才開(kāi)始先后對(duì)AIO單元4和DIO單元5的操作，包括對(duì)顯示和通訊需要的模擬量及數(shù)字量的采集和輸出；完成對(duì)這兩部分的操作后，開(kāi)始執(zhí)行SCPU單元3所承擔(dān)的顯示和通訊功能。這種公共數(shù)據(jù)總線6b的方式，通過(guò)將MCPU單元2與SCPU單元3對(duì)AIO單元4和DIO單元5的操作時(shí)間分開(kāi)，來(lái)確保數(shù)據(jù)總線6b在任一時(shí)候只給其中兩個(gè)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
[0032]另一方面，由于圖1至圖3所示的控制器9原理圖中，MCPU單元2與SCPU單元3之間存在高速通訊接口，可以十分靈活地協(xié)調(diào)MCPU單元2與SCPU單元3之間交替使用公共數(shù)據(jù)總線6b，包括MCPU單元2與SCPU單元3之間直接通過(guò)數(shù)據(jù)總線6b交換數(shù)據(jù)。從機(jī)制上保證了整個(gè)控制器9功能的靈活性及應(yīng)用的多樣化。
[0033]考慮到MCPU單元2和SCPU單元3對(duì)AIO單元4及DIO單元5進(jìn)行模擬量及數(shù)字量的采樣及輸出不同步缺陷，在具體實(shí)現(xiàn)上，優(yōu)先確保實(shí)現(xiàn)控制算法需要的數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，即確保對(duì)AIO單元4和DIO單元5所采集的數(shù)據(jù)是實(shí)時(shí)的?？刂破?中讓SCPU單元3的絕對(duì)運(yùn)作服從于MCPU單元2的調(diào)度，當(dāng)MCPU單元2在任何時(shí)候要占用公共數(shù)據(jù)總線6b時(shí)，SCPU單元3自動(dòng)放棄對(duì)該數(shù)據(jù)總線6b的使用，只有當(dāng)MCPU單元2不占用公共數(shù)據(jù)總線6b時(shí)，SCPU單元3才能占用公共數(shù)據(jù)總線6b進(jìn)行相應(yīng)操作。無(wú)論是顯示還是通訊，對(duì)所獲得數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求并不高，因此SCPU單元3將異步于MCPU單元2采集的數(shù)據(jù)作為顯示及通訊等非核心控制算法方面，是可以接受的。而且整個(gè)控制器9中MCPU單元2和SCPU單元3的系統(tǒng)頻率一般都較高，一般在IOkHz以上，因此整個(gè)控制周期的間隔也只在IOOus以內(nèi)，再考慮到MCPU單元2和SCPU單元3采樣數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔遠(yuǎn)小于這個(gè)控制周期，因此它們獲得的數(shù)據(jù)偏差并不大，在工程實(shí)際應(yīng)用中是允許；經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐證明，這種采用異步數(shù)據(jù)完全滿足各種應(yīng)用工況的要求。
[0034]通過(guò)以上的實(shí)施方式的描述，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明可借助軟件加必需的通用硬件的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以通過(guò)硬件，但很多情況下前者是更佳的實(shí)施方式?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說(shuō)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)中，如計(jì)算機(jī)的軟盤，硬盤或光盤等，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述的方法。
[0035]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器，包括主控制器單元、從控制器單元、模擬量單元、數(shù)字量單元，及算法執(zhí)行單元，其中控制器內(nèi)部存在兩條數(shù)據(jù)總線，其中一條公共數(shù)據(jù)總線由主控制器單元和從控制器單元分時(shí)共享，實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量單元和數(shù)字量單元的采樣及輸出，而且在任意時(shí)刻主控制器單元具有絕對(duì)優(yōu)先使用權(quán)，該控制器通過(guò)地址總線進(jìn)行尋址操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器，其中主控制器單元用于實(shí)現(xiàn)核心控制算法，從控制器單元完成內(nèi)置PLC功能，實(shí)現(xiàn)除核心控制算法外的其它所有控制功能，包括系統(tǒng)邏輯控制、對(duì)外顯示及通訊功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器，其特征在于，兩條數(shù)據(jù)總線的架構(gòu)及各組成單元都是開(kāi)放的，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合需要可實(shí)現(xiàn)自由擴(kuò)充。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器，其特征在于，主控制器單元和從控制器單元對(duì)模擬量單元和數(shù)字量單元的模擬量及數(shù)字量的采樣及輸出是異步的，并確保了主控制器單元在任何時(shí)刻所采樣或輸出的數(shù)據(jù)是實(shí)時(shí)的。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器，其特征在于，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要，該控制器的規(guī)模可以擴(kuò)大或縮小，用一套控制器完成單套或多套設(shè)備的控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器，其中具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器用于需要多套設(shè)備的并聯(lián)運(yùn)行、配合運(yùn)行或主從控制運(yùn)行的應(yīng)用場(chǎng)合。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器，其特征在于，主控制器單元與從控制器單元之間配置高速通訊接口，在公共數(shù)據(jù)總線外架起另一高速通訊通道，實(shí)現(xiàn)主控制器單元與從控制器單元之間的高速通訊，確保主控制器單元與從控制器單元存在兩條快速通訊通道，使得從控制器單元所完成的內(nèi)置PLC能夠與主控制器單元所完成的核心控制器之間集成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器，在主控制器單元的每個(gè)控制周期開(kāi)始后，主控制器單元先對(duì)模擬量單元進(jìn)行操作，主要是模擬量的采樣，然后對(duì)數(shù)字量單元進(jìn)行操作，主要是數(shù)字量的采樣。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器，其中對(duì)模擬量單元的操作和對(duì)數(shù)字量單元的操作順序不是絕對(duì)的，它們的順序可以互換。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器，主控制器單元做完對(duì)模擬量單元和數(shù)字量單元的操作后，開(kāi)始執(zhí)行這個(gè)控制周期內(nèi)的核心控制算法的功能，包括通過(guò)另一數(shù)據(jù)總線與算法執(zhí)行單元的數(shù)據(jù)交換。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器，從控制器單元的控制周期與主控制器單元一致，但是起始時(shí)間不一樣，當(dāng)主控制器單元完成對(duì)模擬量單元和數(shù)字量單元的操作后，從控制器單元才開(kāi)始先后對(duì)模擬量單元和數(shù)字量單元的操作，包括對(duì)顯示和通訊需要的模擬量及數(shù)字量的采集和輸出；完成對(duì)這兩部分的操作后，開(kāi)始執(zhí)行從控制器單元所承擔(dān)的顯示和通訊功能。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器，從控制器單元的控制周期與主控制器單元不一致，而且起始時(shí)間也不一樣，當(dāng)主控制器單元完成對(duì)模擬量單元和數(shù)字量單元的操作后，從控制器單元才開(kāi)始先后對(duì)模擬量單元和數(shù)字量單元的操作，包括對(duì)顯示和通訊需要的模擬量及數(shù)字量的采集和輸出；完成對(duì)這兩部分的操作后，開(kāi)始執(zhí)行從控制器單元所承擔(dān)的顯示和通訊功能。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12中所述的具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器，其中采用公共數(shù)據(jù)總線的方式，通過(guò)將主控制器單元與從控制器單元對(duì)模擬量單元和數(shù)字量單元的操作時(shí)間分開(kāi)，來(lái)確保數(shù)據(jù)總線在任一時(shí)候只給其中兩個(gè)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
14.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器，其中整個(gè)控制器中主控制單元和從控制單元的系統(tǒng)頻率在IOkHz以上，整個(gè)控制周期的間隔在IOOus以內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的具備內(nèi)置PLC功能的雙數(shù)據(jù)總線型主從控制器，通過(guò)對(duì)這套控制器的兩個(gè)數(shù)據(jù)總線進(jìn)行擴(kuò)充，以及加入更多數(shù)量的組成單元，作為電機(jī)低速直連用多套變頻器的控制器或作為皮帶機(jī)用多套變頻器的控制器或多套并聯(lián)運(yùn)行的工業(yè)設(shè)備的控 制器。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK103809532SQ201210445439
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月9日
【發(fā)明者】黃新明, 張其生 申請(qǐng)人:黃新明