[发明专利]一种一体式小型PLC及其扩展IO模块的自动识别方法

摘要

本发明公开了一种一体式小型PLC及其扩展IO模块的自动识别方法。PLC包括设有2个工业实时以太网端口的核心板、设有1个现场总线端口的IO板。工业实时以太网端口和现场总线端口在APP层具有世代性：在应用层的代码一致，而在通讯设备驱动层的代码不同。现场总线端口共10条线：2条线用于数据通讯而为通信总线；4条线用于地址分配；4条线用于给多个扩展IO模块供电的+5V、+12V以及两个GND地线。每个扩展IO模块的电源线和地址线采用级联的方式，PLC通过4根地址线自动识别多个扩展IO模块。本发明还公开PLC的扩展IO模块的自动识别方法。

主权项

1.一种兼有工业实时以太网和现场总线的一体式小型PLC；其特征在于：所述PLC上设置有工业实时以太网端口2个、现场总线端口1个；所述PLC包括能相互通信的核心板、IO板；2个工业实时以太网设置在所述核心板上，1个现场总线设置在所述IO板上；所述工业实时以太网和所述现场总线在APP层具有世代性：在应用层的代码一致，而在通讯设备驱动层的代码不同；所述现场总线端口共10条线：2条线用于数据通讯而为通信总线，4条线用于地址分配，4条线用于给多个扩展IO模块供电的+5V、+12V以及两个GND地线；每个扩展IO模块的电源线和地址线采用级联的方式，所述PLC通过4根地址线自动识别多个扩展IO模块；所述PLC通过4根地址线自动识别时，自动识别地址过程：第一，所述PLC通过地址线连接的第1个连接的扩展IO模块，发送"0001"给第1个扩展IO模块，第1个扩展IO模块定义为model_0模块；第二，model_0模块通过软件实现加'1'算法，构成model_0模块的地址自动生成器，得出加法和为4位'0010'地址，将此加法和地址输出到第二个扩展IO模块即model_1模块，同时此地址补位若不为'0000'和'1111'表示model_1模块连接成功；所述IO板使model_1模块的有效指示灯点亮，并反馈给所述核心板一个有效标志位；第三，model_1模块的地址线连接的model_0模块的加法和地址，同样进行加'1'算法，生成第三个扩展IO模块地址，得加法和地址为4位'0011'，将此加法和地址输出到第三个扩展IO模块即model_2模块；同时此地址补位若不为'0000'和'1111'表示model_2模块连接成功；所述IO板使model_2模块的有效指示灯点亮，并反馈给所述核心板一个有效标志位；第四，余下扩展IO模块同上面的连接方式和识别方式，以此类推；其中，所述核心板上还有微控制器组合，所述微控制器组合采用MCU与FPGA组合实现，MCU上运行RTOS，RTOS上运行PLC应用层、工业实时以太网应用层、现场总线应用层和设备描述、诊断这些C程序，FPGA上固化工业实时以太网和现场总线的IP核，负责工业实时以太网和现场总线的MAC通信及驱动，IP核内有MACRO宏处理器，负责IP核内的介质访问、交换机切换、数据缓冲， FPGA上的IP核通过介质接口访问物理层；MCU与FPGA集成在一个芯片内部，FPGA上的IP核与RTOS上的MCU通过片内高速总线通讯，或者MCU与FPGA各自占用一个芯片，两个芯片之间采用SPI或并行或PCI或PCIe数据通讯以交换信息。