CN101089761A - 控制器的共享连接扩充方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种控制器的共享连接扩充方法及其装置，主要是在多个控制器内部分别内建可编程逻辑控制器(PLC)，各控制器间通过信号传输接口形成内部通信，以配合内建的设定程序，并检测控制器内建的可编程逻辑控制器(PLC)中未使用的传输接口，通过共享设定与接口功能设定，形成另一个控制器的扩充接口，根据连接扩充需求，由此改进传输功能、接口固定，需另购扩充模块扩充，以及需花费较多时间编写通信控制程序等问题。

Description

控制器的共享连接扩充方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种控制器，尤其涉及一种在控制器内建可编程逻辑控制器(PLC)，当多个控制器间的信号传输时，可检测某一控制器内建的可编程逻辑控制器(PLC)未使用的传输接口，以共享给其它控制器，作为扩充接口使用。

背景技术

众所周知，目前变频器、服务器、人机接口装置、温控模块等各类控制器，已被应用于具有电机设备的电气与电子产品控制操作上。但上述的各种控制器的连接与操作控制，都是通过内建的可编程逻辑控制器(PLC)实现，并可直接由可编程逻辑控制器控制内部存储器输出控制信号，形成无延迟、噪声的控制控制器操作，其具有多个可供脚位功能设定与连接的外部端子，以配合需求通过外加程序编辑脚位功能进行扩充与控制。但是控制器只能限制在可编程逻辑控制器(PLC)所预设的传输接口数量内实现与外部连接控制。若是想要扩充时，就需要再买扩充模块(扩充卡)。

就一般内建有可编程逻辑控制器(PLC)的变频器而言，如图1所示，该传数接口主要设有模拟信号连接接口(Analog input/output)11、12，数字信号连接接口(Digital In/Out)13、14及通信接口(Communication)15等固定的传输接口，在实际连接与控制应用中，不可避免存在使用者根据实际的控制需求，需要扩充变频器1与外部连接的传输接口数量，此时，使用者往往要再购买各模拟信号连接适配卡(Analog input/output card)、数字信号连接适配卡(Digital In/Outcard)及通信适配卡(Communication card)，而且扩充性有限。当使用者购买两组以上的变频器时，其主控器的外变频器内建的可编程逻辑控制器(PLC)的传输接口通常会有些未使用，或者使用者需要通过通信的机制进行控制，然而这通常需要使用者耗费过多时间与人力成本去编写适当的通信与控制程序。

发明内容

本发明的主要目的，在于解决上述缺陷，避免缺陷存在，根据本发明，当多个控制器通信连接时，可检测各控制器内建的可编程逻辑控制器(PLC)中未使用的传输接口，通过程序设定共享及接口功能设定，供其它控制器作为扩充接口使用，以减少购买扩充卡的成本。

为实现上述目的，本发明提供了一种控制器的共享连接扩充装置，包括：

多个控制器，其内建有可编程逻辑控制器，该可编程逻辑控制器具有多个传输接口；以及

信号传输接口，电连接于上述多个控制器之间，当信号传输接口连接形成内部通信时，可检测任一控制器内建的可编程逻辑控制器(PLC)未使用的传输接口，通过共享设定及接口功能设定，可作为其它控制器的扩充接口。

为了实现上述目的，本发明提供了一种控制器的共享连接扩充方法，其方法步骤包括：

提供多个控制器，每个控制器中内建可编程逻辑控制器(PLC)，多个连接接口，并内建程序；以及

在上述多个控制器间建立通信连接，通过通信连接检测每一控制器所内建的可编程逻辑控制器(PLC)中未使用的传输接口，并将未使用的传输接口通过程序进行共享设定及接口功能设定，以供其它控制器作为扩充的传输接口使用。

附图说明

图1是公知变频器连接接口扩充架构方框示意图；

图2是本发明一个实施例的共享式扩充结构方框示意图；

图3是本发明应用于变频器实施例的共享式扩充连接示意图；

图4是本发明一个实施例的方法步骤流程图；

图5是本发明一个实施例的未使用接口检测及共享设定步骤流程图；以及

图6是本发明一个实施例的多个主控制器在接口询问步骤中的通信时间划分设定示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

公知主要组件符号说明：

变频器1

模拟信号连接接口11、12

数字信号连接接口13、14

通信连接接口15

本发明主要组件符号说明：

控制器2、3、4

第一系统2a

第二系统4a

信号传输接口5、9

第一变频器7

第二变频器8

模拟信号输入接口21、31、41

模拟信号输出接口22、32、42

数字信号输入接口23、33、43

数字信号输出接口24、34、44

通信接口25、35、45

数字输入接口71、72、81、82

数字输出接口73、74、83、84

模拟输入接口75、85

模拟输出接口76、86

流程步骤600～606

流程步骤610～620

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术内容进行详细说明：

图2是本发明的控制器的共享连接扩充装置方框示意图。如图所示：本发明的控制器的共享连接扩充装置包括多个呈电连接的控制器2、3、4，且前述的每一个控制器2、3、4内部均内建一可编程逻辑控制器(PLC)(图中未示出)，该可编程逻辑控制器(PLC)对外部的控制端连接的传输接口包括模拟信号输入接口(Analog input)21、31、41；模拟信号输出接口(Analog output)22、32、42；数字信号输入接口(Digital In)23、33、43；数字信号输出接口(Digital Out)24、34、44及通信接口(Communication)25、35、45等。当上述控制器2、3、4运行时，如果有某一个控制器的传输接口(空脚位)未被使用时，可以共享给另一个控制器使用，以达到传输接口(空脚位)的共享运用，可节省扩充卡所花费的成本及使用数量，使整个控制连接更加容易，有效率。

上述的控制器2、3、4，泛指各种内建有可编程逻辑控制器(PLC)的可控制单元，包括变频器、服务器、人机接口装置、温控模块等的任一种。控制器2、3、4间的信号传输接口5，是指通过CANBUS、RS485或网络连接方式形成各控制器2、3、4间的相互通信，通过通信传输接口5，控制器2、3、4可以知道彼此之间所剩余未被使用的传输接口，并将未使用的传输接口共享给需要的控制器使用。这样，就可以利用其它控制器不使用的传输接口来做为自身控制器的扩充，或者是分给不同的系统使用，以有效降低扩充成本。

如图2所示，当有三组控制器2、3、4时，可以将控制器2、4设定为主(master)，并分为第一系统2a及第二系统4a，而控制器3的传输接口将被分割为三部分，第一部分是将控制器3内建的可编程逻辑控制器(PLC)未使用的数字信号输入接口(Digital input)33，设定作为共享供控制器2，形成控制器2的扩充性应用的连接接口；第二部分是模拟信号输入接口(Analog input)3 1及数字信号输出接口(Digital Out)34；第三部分是将控制器3的可编程逻辑控制器(PLC)未使用的模拟信号输出接口(Analog output)32及通信接口(Communication)35，设定作为共享供控制器4使用，形成控制器4的扩充性应用的连接接口。

图3是本发明的应用于变频器实施例的共享扩充连接示意图。如图所示：在可编程逻辑控制器(PLC，Programmable Logic-Controller)整合于第一、二变频器7、8内部时，第一变频器7通过信号传输接口9与第二变频器8电连接，第一、二变频器7、8分别设有二个数字输入接口(DI0、DI1)71、72、81、82；二个数字输出接口(DO0、DO1)73、74、83、84；一个模拟输入接口(AI0)75、85以及一个模拟输出接口(AO0)76、86。

由内建的程序通过内部信号传输接口9的连接可测知第一变频器7内建的可编程逻辑控制器(PLC)已使用一个数字输入接口(DI0)7 1，二个数字输出接口(DO0、DO1)73、74及一个模拟输入接口(AI0)75；换句话说，第一变频器7内建的可编程逻辑控制器(PLC)具有未使用的一个数字输入接口(DI1)72及一个模拟输出接口(AO0)76，使用者可以通过程序及接口功能设定以供其它变频器扩充使用，当然使用者可以进一步配合设定第二变频器8的ID参数，使第一变频器7内建的可编程逻辑控制器(PLC)未使用的一个数字输入接口(DI1)72及一个模拟输出接口(AO0)76设定为第二变频器8的扩充性连接接口使用，换言之，第二变频器8可直接利用内建的可编程逻辑控制器(PLC)或参数直接控制并共享第一变频器7的未使用的一个数字输入接口(DI1)72及一个模拟输出接口(AO0)76。

由于本发明将多个控制器通过通信连接，利用内建程序可以得知各控制器所内建的可编程逻辑控制器(PLC)未使用的传输接口，并通过程序设定共享及接口功能设定，供通信连接的其它控制器扩充使用，能够扩充控制器的外部连接，改进其扩充性及充分应用未使用的传输接口，也降低了购买及配置扩充卡的成本。

图4显示了根据本发明上述扩充装置实施例，以进行控制器的共享式连接扩充方法的一个实施例的流程示意图，详细说明本发明方法的操作流程。

如步骤600，提供多个控制器，并于每一控制器内建有可编程逻辑控制器(PLC)，该可编程逻辑控制器(PLC)具有多个传输接口；

在连接步骤中，如步骤602，通过CANBUS、RS485或网络等通信传输方式，在上述多个控制器之间建立相互通信的通信连接；

接着，在检测步骤中，如步骤604，由上述内建程序通过信号传输接口连接检测每个控制器所内建的可编程逻辑控制器(PLC)的未使用的传输接口；

然后，在接口分享设定步骤中，如步骤606，根据各控制器的外部连接控制要求，将上述检测的每个控制器所内建的可编程逻辑控制器(PLC)未使用的传输接口，通过程序进行共享设定及接口功能设定，以供通信连接的其它控制器作为扩充的连接接口使用。

图5显示了本发明的控制器的共享式连接扩充方法，在检测步骤及接口共享设定步骤中，对于控制器内可编程逻辑控制器(PLC)未使用传输接口的检测与共享设定的步骤流程，包括：

启动各控制器，如步骤610，包括通信连接的至少一个设定的主控制器(如图2所示，将控制器2、4设定为主(master))，以及至少一个设定为从控制器(如图2所示，将控制器3设定为可共享传输接口的控制器)，主控制器判定是否使用扩充可编程逻辑控制器(PLC)功能；

延迟及暖机步骤，如步骤612，在上述各控制器启动步骤后，如果需要使用扩充可编程逻辑控制器(PLC)的功能，则主控制器会延迟一段时间等待暖机，该暖机程序是由使用者通过参数定义；

在接口扩充判定步骤中，如步骤614，通过设定的主控制器根据参数判定是否要使用扩充可编程逻辑控制器(PLC)的功能；

接口询问步骤，主控制器根据参数判定是否要重新读取经通信连接的各从控制器，如步骤616；若设定为是，主控制器将逐一发出询问信号到各从控制器询问是否有可共享的传输接口，而从控制器根据讯问信号自动检测并送出自己有未使用的传输接口的信号，如步骤618，换言之，若主控制器向一个从控制器执行未使用接口的询问，回传信号是没有可共享接口时，主控制器会先等一段时间，该等待时间是由使用者通过参数设定，并持续等到主控制器询问完所有的从控制器；

另外，在设有多个主控制器(Master)的情况下，在上述接口询问步骤中，各主控制器(Master)通过通信连接向各从控制器发出是否有可共享的传输接口询问信号，为了避免同时发送造成信号混淆，将询问信号传送的通信时间通过划分设定，如果有4个主控制器(Master)，则把通信时间分成4等份，如图6所示，其中在第一区段时间的传输通道设定由第一主控制器(Master)使用，而在第二区段时间的传输通道由第二主控制器(Master)使用，以此类推，并循环操作，就能实现各主控制器(Master)询问各从控制器是否有可共享的传输接口，以及从控制器根据讯问信号自动检测并送出自己有未使用的传输接口的信号。

接口共享的对应设定步骤，如步骤620，主控制器根据上述接口询问步骤的各步骤执行获得的询问结果，能够执行内部程序以改变对应的从控制器及其未使用的传输接口。

上述对应从控制器在可编程逻辑控制器(PLC)中的参数写法的设定如下，例如使用者的数字输入及输出接口的写法为0xAABB，其中AA是从控制器从站的站名，BB是共享的数字输入及输出。另外，模拟输入及输出接口为对应到可编程逻辑控制器(PLC)内部的2个缓存器，其中一个对应于从站控制器名，另一个为数值，如于16位的数值是0～FFFF。

通过上述接口共享扩充方法，使每个控制器内建的可编程逻辑控制器(PLC)的传输接口被有效率的应用，同时使用者可以自行设定每个控制器未使用的传输接口以共享给其它控制器使用，以及设定被共享的每个未使用的传输接口的功能，从而达到扩充的机动性，并减少另购扩充卡的成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利范围，根据本发明权利要求及说明书内容所进行的等效变化或修饰，应属本发明的专利涵盖范围。

Claims (23)

1、一种控制器的共享连接扩充装置，所述装置包括：

多个控制器；

可编程逻辑控制器，其内建于所述控制器内部，所述可编程逻辑控制器具有多个传输接口；

信号传输接口，其电连接于所述多个控制器之间；

其中，当所述控制器之间通过所述信号传输接口连接形成内部通信时，能够检测任一控制器内建的可编程逻辑控制器未使用的传输接口，通过共享设定及接口功能设定，作为其它控制器的扩充接口。

2、如权利要求1所述的控制器的共享式连接扩充装置，其中，所述控制器为变频器。

3、如权利要求1所述的控制器的共享式连接扩充装置，其中，所述控制器为服务器。

4、如权利要求1所述的控制器的共享式连接扩充装置，其中，所述控制器为人机接口装置。

5、如权利要求1所述的控制器的共享式连接扩充装置，其中，所述控制器为温控模块。

6、如权利要求1所述的控制器的共享式连接扩充装置，其中，所述信号传输接口为CANBUS。

7、如权利要求1所述的控制器的共享式连接扩充装置，其中，所述信号传输接口为RS485。

8、如权利要求1所述的控制器的共享式连接扩充装置，其中，所述信号传输接口为因特网。

9、一种控制器的共享式连接扩充方法，所述方法步骤包括：

a)提供多个控制器，每个控制器内建有可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器具有与外部连接的传输接口；

b)在所述多个控制器之间，通过信号传输接口连接以建立相互通信连接；

c)通过所述信号传输接口通信，检测各个控制器内建的可编程逻辑控制器未使用的传输接口；以及

d)将任一所述控制器内建的可编程逻辑控制器未使用的传输接口，通过共享设定及接口功能设定，作为其它控制器扩充的传输接口使用。

10、如权利要求9所述的控制器的共享式连接扩充方法，其中，所述多个控制器进一步包括：至少一个设定为主控制器及至少一个设定为从控制器。

11、如权利要求9所述的控制器的共享式连接扩充方法，其中，所述各控制器内部可编程逻辑控制器未使用的传输接口的检测及共享设定流程步骤包括：

a)启动通信连接的所述各控制器，包括设定的所述至少一个主控制器及所述至少一个从控制器；

b)由所述设定的主控制器，根据参数判定是否要使用扩充所述可编程逻辑控制器的功能；

c)所述主控制器根据参数判定是否要重新读取经通信连接的所述各从控制器；

d)根据要重新读取通信连接的所述各从控制器的设定要求，由所述主控制器向所述各从控制器逐一发出询问信号询问是否有可共享的传输接口，所述控制器根据所述讯问信号自动检测并送出自己有未使用的传输接口的信号；以及

e)所述主控制器根据上述接口询问步骤的各步骤执行获得的询问结果，能够执行内部程序以改变对应的从控制器及其未使用的传输接口。

12、如权利要求11所述的控制器的共享式连接扩充方法，其中，所述流程步骤进一步包括：所述控制器启动步骤的参数判断，要使用扩充所述可编程逻辑控制器的功能，所述主控制器将延迟一段时间等待暖机。

13、如权利要求12所述的控制器的共享式连接扩充方法，其中，所述暖机程序由使用者根据所述参数定义。

14、如权利要求11所述的控制器的共享式连接扩充方法，其中，所述主控制器向一个从控制器执行未使用接口的询问，当回传信号为没有可共享接口时，所述主控制器会执行设定的等待时间，直到所述主控制器询问完所有的所述从控制器。

15、如权利要求14所述的控制器的共享式连接扩充方法，其中，所述等待时间是由使用者通过所述参数设定。

16、如权利要求9所述的控制器的共享式连接扩充方法，其中，所述方法进一步包括：所述多个主控制器对所述从控制器的未使用传输接口询问的通信，通过划分通信时间设定数个区段时间，而且在一个区段时间仅由一个主控制器占用以向各从控制器发送询问信号，以及从控制器根据讯问信号自动检测并发送自己有未使用的传输接口的信号。

17、如权利要求9所述的控制器的共享式连接扩充方法，其中，所述信号传输接口为CANBUS。

18、如权利要求9所述的控制器的共享式连接扩充方法，其中，所述信号传输接口为RS485。

19、如权利要求9所述的控制器的共享式连接扩充方法，其中，所述信号传输接口为因特网。

20、如权利要求9所述的控制器的共享式连接扩充方法，其中，所述控制器为变频器。

21、如权利要求9所述的控制器的共享式连接扩充方法，其中，所述控制器为服务器。

22、如权利要求9所述的控制器的共享式连接扩充方法，其中，所述控制器为人机接口装置。

23、如权利要求9所述的控制器的共享式连接扩充方法，其中，所述控制器为温控模块。

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