CN103092122B

CN103092122B - 带有状态指示单元的设备和切换状态指示单元的活跃状态的方法

Info

Publication number: CN103092122B
Application number: CN201110344451.3A
Authority: CN
Inventors: 柴卫强; 李昔文
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2011-11-03
Filing date: 2011-11-03
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2031-11-03
Also published as: CN103092122A

Abstract

本发明公开一种带有状态指示单元的设备和切换该设备上状态指示单元的活跃状态的方法，以节省设备的功耗。该带有状态指示单元的设备包括：主微控制单元、主切换开关以及至少一个主状态指示单元，其中，所述主微控制单元，与所述主切换开关以及每个主状态指示单元分别连接，根据采集到的所述主切换开关的开关状态，控制所述每个主状态指示单元的活跃状态。

Description

带有状态指示单元的设备和切换状态指示单元的活跃状态的方法

技术领域

本发明涉及电气领域，尤其涉及一种带有状态指示单元的设备和切换设备上状态指示单元的活跃状态的方法。

背景技术

可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController,PLC)是一种数字运算操作的电子系统，其专为在工业环境应用而设计。PLC采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出来控制各种类型的机械或生产过程，是工业控制的核心部分。

专利申请文件CN101523317A中公开了一种PLC相关技术，其中PLC可使用故障指示标志来响应所检测到的PLC中输入/输出(I/O)装置或I/O接口中的故障。目前，PLC的每一个I/O接口都对应有一个状态指示灯，用以指示I/O接口的状态，例如：状态指示灯亮表明与该状态指示灯对应的输入接口接收了一个高电平或对应的输出接口输出的开关量为“1”，状态指示灯灭表明与该状态指示灯对应的输入接口接入了一个低电平或对应的输出接口输出的开关量为“0”。当I/O装置或I/O接口出现故障时，通过这些状态指示灯也可以有效地进行故障诊断。例如：在PLC的诊断流程中，指定一个输出接口输出的开关量为“0”，此时，若与该输出接口对应的状态指示灯灭，表明该输出接口正常，否则该输出接口故障；或者，在PLC的诊断流程中，指定给一个输入接口接入高电平，此时，若与该输入接口对应的状态指示灯亮，则表明该输入接口正常，否则，该输入接口故障。

在PLC正常工作时，特别是位于屏蔽盒内的PLC正常工作时，状态指示灯是否运行并不影响PLC的性能，但是，这些状态指示灯一直运行会造成能源的浪费。以西门子S7-1200SM1223型PLC为例，该PLC中有工作在24V直流电压下的16个输入(I)接口以及16个输出(O)接口，因此，该PLC中有32个I/O状态指示灯，这里，状态指示灯为发光二极管(LightEmittingDiode，LED)，每个LED都有3mA的电流通过，它们是由3.3V的电压与一系列串联的电阻驱动的，因此，这些LED的总功耗为3mA*32*3.3V＝316.8mW，如果24V转换至3.3V的电源转换效率是90％，则这些LED将导致316.8mW/90％＝352mW功率损失，占到该PLC的总功耗4.5W的8％。

因此，现有的PLC在正常工作时，由于运行状态指示灯会造成一定的能源损耗，造成了资源的浪费。

发明内容

本发明的一个方面是提供一种带有状态指示单元的设备及切换状态指示单元的活跃状态的方法，以节省设备的功耗。

本发明提供一种带有状态指示单元的设备，包括：主微控制单元，主切换开关，以及至少一个主状态指示单元，其中，主微控制单元，与主切换开关以及每个主状态指示单元分别连接，根据采集到的主切换开关的开关状态，控制每个主状态指示单元的活跃状态，

带有状态指示单元的设备为可编程逻辑控制器，其还包括：从微控制单元，以及与从微控制单元连接的至少一个从状态指示单元，

从微控制单元与主微控制单元连接，接收主微控制单元采集到主切换开关的开关状态时下发的指示单元活跃状态指令，并根据指示单元活跃状态指令控制每个从状态指示单元的活跃状态，

主微控制单元、主切换开关、以及至少一个主状态指示单元位于一个中央处理单元中，

从微控制单元以及至少一个从状态指示单元位于一个扩展处理模块中，

主切换开关位于中央处理单元的外壳上，

每个主状态指示单元，以及每个从状态指示单元分别与可编程逻辑控制器中的一个I/0接口对应，用以指示I/0接口的状态。

可见本发明实施例中，可通过主切换开关指示并由主微控制单元来切换主状态指示单元的活跃状态。这样，当设备正常工作时，可使主切换开关处于关断状态，利用主微控制单元使每个主状态指示单元处于非激活状态。因此，每个主状态指示单元在设备正常工作时都不工作，因而并不会耗费能源，从而节省了设备的功耗。这样，该设备中所述从微控制单元与所述主微控制单元连接，接收所述主微控制单元采集到所述主切换开关的开关状态时下发的指示单元活跃状态指令，并根据所述指示单元活跃状态指令控制每个从状态指示单元的活跃状态

所述从微控制单元与所述主微控制单元通过通信总线或USB接口连接，从而，状态指示单元的设备可以为多类型的电气设备。

本发明提供一种切换设备上状态指示单元的活跃状态的方法，所述设备为可编程逻辑控制器，其包括：主微控制单元，与所述主微控制单元分别连接的主切换开关和至少一个主状态指示单元，从微控制单元(210)，以及与从微控制单元(210)连接的至少一个从状态指示单元(230)；主微控制单元、主切换开关、以及至少一个主状态指示单元位于一个中央处理单元中，从微控制单元以及至少一个从状态指示单元位于一个扩展处理模块中，主切换开关位于中央处理单元的外壳上，每个主状态指示单元，以及每个从状态指示单元分别与可编程逻辑控制器中的一个I/0接口对应，用以指示I/0接口的状态；该方法包括：

所述主微控制单元根据采集到的所述主切换开关的开关状态，控制每个主状态指示单元的活跃状态，

其中，所述主微控制单元采集到所述主切换开关的开关状态时，向与所述中央处理器连接的至少一个从微控制单元下发对应的指示单元活跃状态指令，使得所述从微控制单元根据接收到的所述指示单元活跃状态指令，控制与所述从微控制单元连接的的每个从状态指示单元的活跃状态。

由此可见，可通过主切换开关指示并由主微控制单元来切换设备上所有的状态指示单元的活跃状态，这样，当设备正常工作时，可使切换开关处于关断状态，利用微控制单元使得每个主状态指示单元处于非激活状态，因此，每个主状态指示单元在设备正常工作时都不工作，因而并不会耗费能源，从而节省了设备的功耗。

附图说明

下文将以明确易懂的方式通过对优选实施方式的说明并结合附图来对本发明上述特性、技术特征、优点及其实施方式予以进一步说明，其中：

图1为根据本发明实施例一，PLC的结构示意图；

图2为根据本发明实施例二，PLC的结构示意图；

图3为根据本发明实施例三，PLC的结构示意图。

参考符号表

100中央处理单元110主微控制单元120主切换开关130主状态指示单元

200扩展处理模块210从微控制单元220从切换开关230从状态指示单元

具体实施方式

为对本发明的技术特征，目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。为清楚表示各部件的结构及其相互关系，附图中各部件的比例关系仅为示意性的，并不表示实际结构的比例关系。另外，在说明书有关名称前所述“第一”、“第二”或“第三”等仅用于区分各部件，标识各部件的相对位置关系，并不表示部件的绝对位置、安装步骤及相对重要性。

本发明实施例中，在带有状态指示单元的设备中增加一个切换开关，该切换开关与设备中的微控制单元连接，从而，微控制单元采集到切换开关的开关状态后，根据采集到的开关状态控制状态指示单元的活跃状态。这样，当设备正常工作时，可使切换开关处于关断状态，利用微控制单元使得每个状态指示单元处于非激活状态，因此，每个状态指示单元都不工作，因而并不会耗费能源，从而节省了设备的功耗。

下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。

实施例一

参见图1所示的PLC，该PLC包括一个中央处理单元(CentralProcessingUnit，CPU)100，在CPU100中，包括：主微控制单元(MicroControlUnit，MCU)110，主切换开关120，以及至少一个主状态指示灯130，这里状态指示灯为LED。其中，主MCU110分别与主切换开关120，以及每一个主LED130连接。

每一个主LED130分别与CPU100中的一个I/0接口对应，可用以指示该I/0接口的状态，例如：一个主LED130亮表明与该主LED130对应的输出接口输出的开关量为“1”，否则表明与该主LED130对应的输出接口输出的开关量为“0”。当PLC出现故障时，通过这些主LED130也可以有效地进行故障诊断。

主MCU110分别与每一个主LED130连接，其连接方式与现有方式相同，这样，主MCU110可将每个主LED130激活后，然后，根据每个I/0接口的工作状态，控制每个主LED130的亮或暗。

而主MCU110与主切换开关120连接，从而可以采集到该主切换开关120的开关状态，并根据采集到的开关状态，确定每个主LED130的活跃状态。例如：当主MCU110采集到主切换开关120为开启的状态时，将每个主LED130激活，从而，可根据每个I/0接口的工作状态，控制每个主LED130的亮或暗；当主MCU110采集到主切换开关120为关断的状态时，使每个主LED130处于非激活状态，从而使得每个主LED130不工作，一直处于暗的状态。因此，切换开关的开关状态包括：开启状态，或，关断状态。状态指示灯的活跃状态包括：激活状态，或，非激活状态。

由此可见，本实施例中，可通过主切换开关120来指示并通过主MCU110来切换主LED130的活跃状态，这样，当PLC正常工作时，可使主切换开关120处于关断状态，利用主MCU110使得每个主LED130处于非激活状态，这样，每个主LED130在PLC正常工作时都不工作，进而不会耗费能源，节省了PLC的功耗。

实施例二

上述实施例中，PLC只包括了CPU100，但是大部分工业现场的PLC中，不仅包括CPU100，还包括一个多个扩展处理模块(extensionmodule，EM)，这些EM分别与CPU通过通信总线连接。并且，每个EM上也有与每个I/O接口对应的从LED，用来指示I/O接口的工作状态。这些从LED的活跃状态同样可由切换开关进行控制。

本实施例中的PLC参见图2所示，该PLC包括一个CPU100，以及一个与该CPU100通过通信总线连接的EM200，其中，在CPU100中，包括：主MCU110，主切换开关120，以及至少一个主LED130。其中，主MCU110分别与主切换开关120，以及每一个主LED130连接。在EM200中，包括：从MCU210，以及至少一个从LED230。其中，从MCU210分别与每一个从LED230连接。

每个主LED130，以及每个从LED230分别与PLC中的一个I/0接口对应，可用以指示该I/0接口的状态。每个主LED130由主MCU110控制，每个从LED230由从MCU210控制。

在本实施例中，只有一个与主MCU110连接的主切换开关120，该主切换开关120可以同时切换每个主LED130，以及每个从LED230的活跃状态，具体过程包括：

主MCU110采集到该主切换开关120的开关状态后，并根据采集的到开关状态，确定每个主LED130的活跃状态。同时，主MCU110向从MCU210下发与主切换开关120的开关状态对应的指示灯活跃状态指令，这样，从MCU210根据接收到的指示灯活跃状态指令，控制每个从LED230的活跃状态。例如：主切换开关120处于关断状态时，主MCU110采集到该主切换开关120的关断状态后，使得每个主LED130处于非激活状态，同时，向从MCU210下发下发非激活状态指令，这样，从MCU210接收到非激活状态指令后，使得每个从LED230处于非激活状态。或者，主切换开关120处于开启状态时，主MCU110采集到该主切换开关120的开启状态后，激活每个主LED130，同时，向从MCU210下发下发激活状态指令，这样，从MCU210接收到激活状态指令后，激活每个从LED230。可见，指示灯活跃状态指令包括：激活状态指令，或，非激活状态指令。

上述实施例中，PLC中只有一个EM，对于有两个或多个EM的PLC，同样可以采用一个主切换开关120来切换PLC中所有状态指示灯的活跃状态。每个EM中的从LED230的活跃状态的切换过程与上述过程一致，就不再累述了。

由此可见，本实施例中，可通过一个主切换开关120来切换PLC中所有LED的活跃状态，这样，当PLC正常工作时，可将主切换开关120处于关断状态，利用主MCU110使得每个主LED130处于非激活状态，以及利用主MCU110以及从MCU210使得对应的每个从LED230处于非激活状态。这样，每个主LED130，以及从LED230在PLC正常工作时都不工作，进而不会耗费能源，节省了PLC的功耗。

实施例三

在上述实施例中，PLC的所有LED的活跃状态只能是一样，但是，在一些工业现场中，PLC正常工作时，CUP，或有些EM中LED需要处于激活状态，从而可显示I/O接口的状态，而有些EM中的LED需处于非激活状态，从而节省资源。此时，可以在每个EM中配置一个切换开关来切换该EM中的LED。

本实施例中的PLC参见图3所示，该PLC包括一个CPU100，以及一个与该CPU100通过通信总线连接的EM200，其中，在CPU100中，包括：主MCU110，主切换开关120，以及至少一个主LED130。其中，主MCU110分别与主切换开关120，以及每一个主LED130连接。在EM200中，包括：从MCU210，从切换开关220，以及至少一个从LED230。其中，从MCU210分别与从切换开关220，以及每一个从LED230连接。

本实施例中，主切换开关120切换主LED130的活跃状态，而EM200中的从切换开关220切换从LED230的活跃状态，具体过程包括：

主MCU110采集到该主切换开关120的开关状态后，根据采集的到开关状态，确定每个主LED130的活跃状态。而EM200中的从MCU210采集到该EM200中的从切换开关220的开关状态后，根据采集的到开关状态，确定每个从LED230的活跃状态。例如：主切换开关120处于关断状态时，主MCU110采集到该主切换开关120的关断状态后，使得每个主LED130处于非激活状态。而从切换开关220处于开启状态时，从MCU210采集到该从切换开关220的开启状态后，激活每个从LED230。

可见，CPU100中的主LED130与EM200中的从LED230的活跃状态互不干涉，互不影响。可根据工业现场的实际情况，确定CPU100中的主LED130，以及EM200中的从LED230的活跃状态。

上述实施例中，PLC中只有一个EM，对于有两个或多个EM的PLC，同样可在每个EM中配置一个切换开关，通过该切换开关来切换对应EM中的LED的活跃状态，具体过程就不再累述了。

由此可见，本实施例中，CPU，以及每个EM中的LED的活跃状态都可由对应的切换开关指示并由对应的微控制单元进行切换，增加了PLC应用的灵活性。一般主切换开关位于CPU的外壳上，以及从切换开关位于EM的外壳上，这样，便于操作。切换开关可为按钮式，拨动式、或手柄式，即切换开关包括：按钮开关、拨动开关或手柄开关。

上述所有实施例中，都是以PLC为例进行描述，但是本发明实施例不限于此，对于其他带有状态指示灯的设备都可以采用上述的结构中的切换开关来切换状态指示灯的活跃状态，例如：DCS。

当上述设备不是以模块化进行连接时，则该设备可直接包括：主微控制单元110，主切换开关，以及主状态指示单元130。并且，该设备还可直接包括：从微控制单元210，从切换开关220，以及从状态指示单元230。这样，主微控制单元110与从微控制单元210直接连接，该设备具体的状态指示单元活跃状态的切换过程如上，就不再累述了。

上述所有实施例中，PLC中的CPU与EM采用通信总线来连接，但对于其他的带有状态指示灯的设备还可采用其他的方式进行连接，例如：USB接口。即主微控制单元110与从微控制单元210可通过通信总线或USB接口连接。

另外，状态指示单元为LED，但是不限于此，状态指示单元还可为其他低功耗的指示装置。

上述所有实施例中，切换开关的关断状态与LED的非激活状态对应，而开启状态与LED的激活状态对应。但是本发明实施例不限于此，还可切换开关的关断状态与LED的激活状态对应，而开启状态与LED的非激活状态对应。

本发明实施例中，带有状态指示单元的设备包括：主微控制单元，主切换开关，以及至少一个主状态指示单元，其中，所述主微控制单元，与所述主切换开关以及每个主状态指示单元分别连接，根据采集到的所述主切换开关的开关状态，控制所述每个主状态指示单元的活跃状态。可见，通过主切换开关指示并由主微控制单元来切换主状态指示单元的活跃状态，这样，当设备正常工作时，可使主切换开关处于关断状态，利用主微控制单元使得每个主状态指示单元处于非激活状态，因此，每个主状态指示单元在设备正常工作时都不工作，进而不会耗费能源，节省了设备的功耗。

另外，主切换开关还可切换与从微控制单元连接的从状态指示单元的活跃状态，从而当设备正常工作时，可通过主切换开关使得每个从状态指示单元处于非激活状态，这样，每个从状态指示单元在设备正常工作时都不工作，进一步减低设备的功耗。

本发明实施例中，还可与每个从微控制单元对应配置一个从切换开关，这样，从切换开关指示并由从微控制单元来切换与从微控制单元连接的从状态指示单元的活跃状态，从而当设备正常工作时，可根据应用环境灵活选择需关断的切换开关，灵活使得对应的状态指示单元处于非激活状态，增加了设备的应用的灵活性。

上文通过附图和优选实施方式对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施方式，本领域技术人员从中推导出来的其它方案也在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种带有状态指示单元的设备，其特征在于，包括：主微控制单元(110)，主切换开关(120)，以及至少一个主状态指示单元(130)，其中，所述主微控制单元(110)，与所述主切换开关(120)以及每个主状态指示单元(130)分别连接，根据采集到的所述主切换开关(120)的开关状态，控制所述每个主状态指示单元(130)的活跃状态，

所述带有状态指示单元的设备为可编程逻辑控制器，其还包括：从微控制单元(210)，以及与所述从微控制单元(210)连接的至少一个从状态指示单元(230)，

所述从微控制单元(210)与所述主微控制单元(110)连接，接收所述主微控制单元(110)采集到所述主切换开关(120)的开关状态时下发的指示单元活跃状态指令，并根据所述指示单元活跃状态指令控制每个从状态指示单元(230)的活跃状态，

所述主微控制单元(110)、所述主切换开关(120)、以及所述至少一个主状态指示单元(130)位于一个中央处理单元(100)中，

所述从微控制单元(210)以及所述至少一个从状态指示单元(230)位于一个扩展处理模块(200)中，

所述主切换开关(120)位于所述中央处理单元(100)的外壳上，

每个所述主状态指示单元(130)，以及每个所述从状态指示单元(230)分别与所述可编程逻辑控制器中的一个I/0接口对应，用以指示所述I/0接口的状态。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述从微控制单元(210)与所述主微控制单元(110)通过通信总线或USB接口连接。

3.一种切换设备上状态指示单元的活跃状态的方法，其特征在于，所述设备为可编程逻辑控制器，其包括：主微控制单元(110)，与所述主微控制单元(110)分别连接的主切换开关(120)和至少一个主状态指示单元(130)，从微控制单元(210)，以及与所述从微控制单元(210)连接的至少一个从状态指示单元(230)；所述主微控制单元(110)、所述主切换开关(120)、以及所述至少一个主状态指示单元(130)位于一个中央处理单元(100)中，所述从微控制单元(210)以及所述至少一个从状态指示单元(230)位于一个扩展处理模块(200)中，所述主切换开关(120)位于所述中央处理单元(100)的外壳上，每个所述主状态指示单元(130)，以及每个所述从状态指示单元(230)分别与所述可编程逻辑控制器中的一个I/0接口对应，用以指示所述I/0接口的状态；该方法包括：

所述主微控制单元(110)根据采集到的所述主切换开关(120)的开关状态，控制每个主状态指示单元(130)的活跃状态，

其中，所述主微控制单元(110)采集到所述主切换开关(120)的开关状态时，向与所述主微控制单元(110)连接的至少一个从微控制单元(210)下发对应的指示单元活跃状态指令，使得所述从微控制单元(210)根据接收到的所述指示单元活跃状态指令，控制与所述从微控制单元(210)连接的每个从状态指示单元(230)的活跃状态。