CN102445918B - 利用模式设置开关控制的plc多功能存储模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用模式设置开关控制的PLC多功能存储模块，包括外壳以及存储数据输入或输出的接口件，还包括作为微处理单元的MPU部件，所述MPU部件分别连接存储部件、复位部件、通信部件、显示部件以及模式设置开关。本发明的结构中，带有MPU微处理单元部件以及模式设置开关，用户可根据需要的功能，旋转模式设置开关，选择MPU部件的运行模式及功能，灵活执行控制。本发明能够通过通信部件执行本发明与外部CPU模块或编程调试工具PADT间的数据通信，与外部各种CPU模块的兼容性好。除拥有现有的存储模块所具备的功能外，还可以提供PLC维护所需要的数据备份、硬件升级等多种附加功能。
Description
技术领域
本发明涉及到用于自动控制系统的功能模块，尤其涉及到PLC系统中的存储模块。
背景技术
PLC系统中的存储模块是永久存储保存在PLC的程序及参数。现有的PLC存储模块中，当PLC的程序及参数受损或需要修改PLC的程序及参数时, 需要使用编程调试工具PADT(编程调试工具)，操作使用极不方便。例如，见以下图1、图2：
图1是CPU模块利用带有数据BUS的连接器与存储模块的连接框图，存储模块的BUS要与 CPU模块的BUS相同（8位或16位的BUS方式）；图2是利用CPU模块中MPU的端口与存储模块连接的框图。如此带来的缺点是：
1）具有不同接口的存储模块不能互换，兼容性比较差。
2）不能利用编程调试工具PADT直接读取/写入存储模块的程序及参数，存储模块的接口只能通过PLC的CPU模块进行；
3) 除了程序及参数的读取/写入功能外，很难增加PLC的维护所需的附加功能。
发明内容
本发明针对现有PLC存储模块的上述问题，提供一种利用模式设置开关控制的PLC的多功能存储模块，其可互换使用在多种CPU模块上，即使是PLC的程序及参数受损或需要修改PLC的程序及参数时，不用PADT (编程调试工具)也能方便地变更PLC的程序及参数。本发明除了具备现有存储模块提供的存储功能外，还可以提供PLC的维护所需要的数据备份功能、硬件升级功能等多样的附加功能。
本发明的技术方案如下：
一种利用模式设置开关控制的PLC多功能存储模块，包括外壳以及存储数据输入或输出的接口件，还包括作为微处理单元的MPU部件，所述MPU部件分别连接存储部件、复位部件、通信部件、 显示部件以及模式设置开关，其中：
1）MPU部件：为所述存储模块的核心控制部件，MPU部件收到复位部件的复位信号后开始工作，从MPU部件输入端口接收模式设置开关选择的设置模式，MPU部件根据所述设置模式执行相应的功能，并从MPU部件输出端口输出LED指示信号；
2）显示部件：上述LED指示信号进入显示部件，通过LED显示所述存储模块的工作状态；所述存储模块上电后在正常动作状态时运行LED灯亮；执行写入动作时，写LED灯亮；执行读取动作时读LED灯亮；
3）通信部件：通信部件通过RS-232C接口执行所述存储模块与外部CPU模块或编程调试工具PADT间的数据通信，通过BUS接口将数据存储到存储部件，通信部件具有收发通信的双向接口；通过通信部件的 RS-232C接口端子，所述存储模块的工作电源（5V）可从CPU模块或编程调试工具PADT输入。
4）存储部件：存储部件存储从外部CPU模块或编程调试工具PADT接收到的数据，具有双向高速通信的接口；
5）模式设置开关：通过模式设置开关选择存储模块的运行模式，模式设置开关将选择的模式位号输出给MPU部件识别；
6）复位部件：为使 MPU部件在稳定的工作电压中工作，确认MPU部件的工作电压，MPU部件的工作电压超过复位电压时，复位部件输出高电平信号, 低于复位电压时复位部件输出低电平信号。
进一步的技术方案在于：
步骤4）所述存储部件使用闪存器集成块，进行永久备份。
步骤5）所述模式设置开关为单刀多掷位旋转开关。
本发明的技术效果：
本发明的结构中，带有MPU微处理单元部件以及模式设置开关，用户可根据需要的功能，旋转模式设置开关，选择MPU部件的运行模式及功能，灵活执行控制；本发明能够通过通信部件执行本发明与外部CPU模块或编程调试工具PADT间的数据通信，其可互换使用在多种CPU模块上，兼容性好；即使是PLC的程序及参数受损或需要修改PLC的程序及参数时，不用PADT (编程调试工具)也能方便地变更PLC的程序及参数。本发明除了具备现有存储模块提供的存储功能外，还可以提供PLC的维护所需要的数据备份功能、硬件升级功能等多样的附加功能，而且操作方便。
附图说明
图1为现有的CPU模块利用数据总线与存储模块的连接框图；
图2为现有的CPU模块利用MPU部件的端口与存储模块的连接框图；
图3为本发明的硬件结构框图；
图4为本发明的外形图；
图5 为本发明与外部CPU模块之间的接口图；
图6 为本发明的存储功能工作过程示意图；
图7 为本发明与编程调试工具PADT的接口图。
具体实施方式
下面就本发明的实施方式做进一步的描述。
见图3，本发明硬件结构的具体实施如下：
MPU部件为本发明的核心控制部件， MPU部件收到复位部件的复位信号后开始动作，从MPU部件输入端口接收模式设置开关的设置模式，根据设置模式执行相应的功能，并输出LED指示信号，该信号通过显示部件可以知道目前本发明的工作状态。通过通信部件执行本发明与外部CPU模块或编程调试工具PADT间的数据通信，通过BUS接口和存储部件存储数据。
图3中，MPU部件选用乐星产电公司出品的型号为LS_CTR控制线路板，为市售商品。该控制板有14个端子（未画出图），除了电源的正端和负端外，还有两个I2C总线端子，用户可自由编程，并通过该两个I2C总线端子控制外部设备，具有极大的灵活性和方便性。该控制板的14个端子具体为： （1）VCC （2）GND （3）SCL （4）DATA （5）LED_POW（6）LED_W（7）LED_R （8）Mod1 (9)Mod2 (10)Mod3 (11)Mod4 (12)RX (13)TX (14)Rest。
图3中，存储部件选用乐星产电公司出品的LS_MEMO存储卡，为市售商品，该存储卡采用美国ATMEL公司的AT45DB642的FlasH(闪存)技术，其中使用闪存器集成块，可存储从外部CPU模块或编程调试工具PADT收到的数据 ，掉电不丢失，可进行数据的永久备份。该卡具有4个外部接线端子，可与LS_CTR控制板配套使用，接口简单，方便灵活，4个外部接线端子为：
（1）VCC （2）GND （3）SCL （4）DATA
图3中，显示部件由3个LED组成：运行LED、写LED、读LED。存储模块上电后在正常动作状态时运行LED灯亮，执行写入动作时，写LED灯亮，执行读取动作时读LED灯亮。
图3中，通信部件选用市售的RS232DB9_F插头；复位部件选用美国Maxim公司的Max809芯片，它的(2)脚与控制板的(14)脚连接，电压超过复位电压(4.7V)时输出高电平信号， 低于复位电压时输出低电平信号，因而控制MPU不在低电压时出现数据错误。
图3中，模式设置开关为单刀多掷位旋转开关。
见图3，MPU部件LS_CTR控制板的（１）脚、LS_MEMO存储卡的（１）脚相连，连接点并与图5所示存储模块端子的（1）脚内部连接；LS_CTR控制板的（2）脚、LS_MEMO存储卡的（2）脚相连，连接点并与图5所示存储模块端子的（5）脚、运行LED的负端、写LED的负端、读LED的负端连接；LS_CTR控制板的（3）脚、LS_MEMO存储卡的（3）脚相连；LS_CTR控制板的（4）脚、LS_MEMO存储卡的（4）脚相连；运行LED的正端与LS_CTR控制板的（5）脚连接;写LED的正端与LS_CTR控制板的（6）脚连接;读LED的正端与LS_CTR控制板的（7）脚连接;图4中的模式设置开关的（1）与LS_CTR控制板的（8）脚连接；模式设置开关的（2）与LS_CTR控制板的（9）连接；模式设置开关的（3）与控制板的（10）连接；模式设置开关的（4）与LS_CTR控制板的（11）连接，模式设置开关的其余脚悬空；LS_CTR控制板的（１2）脚与通信部端子的（2）脚连接；LS_CTR控制板的（１3）脚与通信部端子的（3）脚连接。
以下说明本发明的工作过程：
1、储存模块在安装到上了电的CPU模块上的瞬间，如图5的接口从CPU模块供应到VCC(动作电源)开始动作，模式设置开关设置为0位时，储存模块如图6读取 CPU 模块的程序及参数并储存。
2、如图6，储存模块加载电源时，通过模式设置开关选择储存模块的动作模式。设置为0位时，储存模块通过图5的 TX 端口发送数据，CPU模块通过RX 端口接收数据，CPU模块通过TX 端口发送应答信号，该应答信号包含CPU的机种数据， 储存模块通过接收该信号，可识别CPU模块的种类。
3、储存模块可以判断每种CPU模块的不同程序及参数大小等信息，因此可用于不同的CPU模块上。储存模块根据相关CPU模块适用的通信协议，读取各机种别定义的程序及参数信息。
4、写入模式是动作模式设置为1号位时执行的模式，选择写入模式时，储存模块通过图5的端口，将保存在储存模块上的程序及参数下载到CPU模块， 此功能只能在当保存于储存模块程序中的CPU模块机种信息和连接于CPU模块的机种信息相同时才执行写入动作。
5、硬件升级、数据备份功能：是动作模式设置为2~3号位时执行的模式。通过编程器的端口，升级CPU模块的硬件，或将CPU模块读取的数据储存到储存模块中。
6、 与PADT(编程调试工具)的连接功能，是动作模式开关设置为4号位时执行的模式。
1）通过PADT(编程调试工具)方式，读取在现场中用储存模块收集的数据；
2）将PADT(编程调试工具)中设定的程序及参数值保存到储存模块；
3）PADT(编程调试工具)和储存模块间的接口见图7，此时储存模块的工作电源是通过PC的USB接口输出的5V端子提供。
Claims (3)
1.一种利用模式设置开关控制的PLC多功能存储模块，包括外壳以及存储数据输入或输出的接口件，其特征在于：还包括作为微处理单元的MPU部件，所述MPU部件分别连接存储部件、复位部件、通信部件、 显示部件以及模式设置开关，其中：
1）MPU部件：为所述存储模块的核心控制部件，MPU部件收到复位部件的复位信号后开始工作，从MPU部件输入端口接收模式设置开关选择的设置模式，MPU部件根据所述设置模式执行相应的功能，并从MPU部件输出端口输出LED指示信号；
2）显示部件：上述LED指示信号进入显示部件，通过LED显示所述存储模块的工作状态；所述存储模块上电后在正常动作状态时运行LED灯亮；执行写入动作时，写LED灯亮；执行读取动作时读LED灯亮；
3）通信部件：通信部件通过RS-232C接口执行所述存储模块与外部CPU模块或编程调试工具PADT间的数据通信，通过BUS接口将数据存储到存储部件，通信部件具有收发通信的双向接口；
4）存储部件：存储部件存储从外部CPU模块或编程调试工具PADT接收到的数据，具有双向高速通信的接口；
5）模式设置开关：通过模式设置开关选择存储模块的运行模式，模式设置开关将选择的模式位号输出给MPU部件识别；
6）复位部件：为使 MPU部件在稳定的工作电压中工作，确认MPU部件的工作电压，MPU部件的工作电压超过复位电压时，复位部件输出高电平信号, 低于复位电压时复位部件输出低电平信号。
2.按权利要求1所述利用模式设置开关控制的PLC多功能存储模块，其特征在于所述存储部件使用闪存器集成块，进行永久备份。
3.按权利要求1所述利用模式设置开关控制的PLC多功能存储模块，其特征在于所述模式设置开关为单刀多掷位旋转开关。
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