CN104793556B - 一种双总线通讯的用于嵌入式控制的plc设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法，其设计出的PLC装置采用两个供外部通讯用的总线接口：兼容PCI或PCIe总线的通讯接口，用于与上位计算机通讯；通用的现场总线或实时以太网接口，用于扩展外部IO。PLC装置具有一个供内部板与板间通讯的通用或专用接口。PLC装置包括PLC模块和底板。PLC模块可与底板做成一个PCB板，PLC模块包括PLC功能电路、IO总线MAC层；底板包括IO总线物理层、IO总线通讯接口、上位机总线通讯接口、通讯协议转换电路。PLC模块也可与底板做成不同的PCB板，并且这两块PCB板上下叠装在一起；PLC模块与底板均还包含用于板与板间通讯的接口电路。

Description

一种双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法
技术领域
本发明涉及一种PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)设计方法，尤其涉及一种双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法。
背景技术
PLC以其可靠性高、抗干扰能力强、专用化与模块化设计，适应恶劣环境等优点，在工业控制领域和其他行业得到广泛应用。
现有的比较通用的板卡类PLC产品，主要通过PCI(Peripheral ComponentInterconnect，外设部件互连标准)总线接口与上位机通讯，并通过PROFIBUS-DP(ProcessField Bus-Decentralized Periphery，过程现场总线标准)现场总线接口扩展外部IO(Input Output，输入输出)，由于此类产品都是基于PCI总线接口规范的板卡，仅仅可用于工业自动化场合，但不能应用到嵌入式控制场合。
发明内容
基于上述缺陷，本发明提供一种双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法，其设计出的PLC装置可与任何具有兼容PCI或PCIe(Peripheral Component Interconnectexpress，高速外设部件互连标准)总线通讯接口的嵌入式计算机或功能板卡组合成一个控制系统，也可扩展任何厂家生产制造的外部IO。
本发明的解决方案是：一种双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法，其用于设计出PLC装置，所述PLC装置采用两个供外部通讯用的总线接口，一个是兼容PCI或PCIe总线的通讯接口，用于与上位计算机通讯；另一个是通用的现场总线或实时以太网接口，用于扩展外部IO；所述PLC装置具有一个供内部板与板间通讯的通用或专用接口；所述PLC装置包括PLC模块和底板；
其中，当所述PLC装置为模块化嵌入式PLC装置时，所述PLC模块与所述底板做成不同的PCB板，并且这两块PCB板上下叠装在一起；所述PLC模块上包含PLC功能电路、IO总线MAC层和用于板与板间通讯的接口电路一；所述底板上包含IO总线物理层、IO总线通讯接口、上位机总线通讯接口、通讯协议转换电路和用于板与板间通讯的接口电路二；所述接口电路一与所述接口电路二达成电性连接；
当所述PLC装置为一体化嵌入式PLC装置时，所述PLC模块与所述底板做成一个PCB板，所述PLC模块包括PLC功能电路和IO总线MAC层；所述底板包括IO总线物理层、IO总线通讯接口、上位机总线通讯接口和通讯协议转换电路。
作为上述方案的进一步说明，所述PLC装置采用兼容PCI或PCIe总线的PC/104-plus、PCI/104、PCI/104-express或PCIe/104总线与上位计算机通讯。
PC/104-plus、PCI/104、PCI/104-express和PCIe/104总线都是标准的嵌入式控制接口，可与任何具有这种接口的嵌入式计算机或功能板卡组合成一个控制系统。另外，上述兼容PCI或PCIe总线是一种具有32位/64位数据位宽的高速接口，可满足高速设备对数据传输速度的要求，所谓高速接口是指数据传输率达到132MB/s(32位位宽)或264MB/s(64位位宽)的通讯接口。
作为上述方案的进一步说明，当所述PLC装置为模块化嵌入式PLC装置时，所述PLC模块与所述底板通过自定义的专用接口电路或通过PCIe、miniPCI、miniPCIe、mSATA、soDIMM总线接口实现板与板间的信息传递。
其中，所述模块化设计制造的PLC装置中的PLC模块是一个通用的控制模块。
综上所述，采用本发明双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法设计出的PLC装置，所述PLC装置可与具有兼容PCI或PCIe总线接口的上位计算机组合成一个控制系统，并且通过现场总线或实时以太网扩展外部IO接口，以增加系统处理外部数字量、模拟量等信号的能力。
另外，当所述PLC装置设计为模块化嵌入式PLC装置时，所述PLC装置中的该PLC模块可为一个标准的、通用的控制模块，且能通过标准或专业数据接口实现装置内部的高速信息传递，大大提高了产品的使用性能及其扩展应用，该装置结构简单，数据传输速度快，能够满足控制系统对数据带宽苛刻的要求，可应用于多种嵌入式PLC控制领域。
当所述PLC装置设计为一体化嵌入式PLC装置时，所述PLC装置结构简单，数据传输速度快，能够满足控制系统对数据带宽苛刻的要求，可应用于多种嵌入式PLC控制领域。
附图说明
图1是实施例一采用本发明双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法设计出的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图，模块化嵌入式PLC装置为基于PC/104-plus总线接口的包含板与板间miniPCI接口电路的模块化嵌入式PLC装置。
图2为图1中模块化嵌入式PLC装置的PLC模块的结构示意图。
图3为实施例二采用本发明双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法设计出的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图，模块化嵌入式PLC装置为基于PCI/104总线接口的包含板与板间miniPCI接口电路的模块化嵌入式PLC装置。
图4为实施例三采用本发明双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法设计出的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图，模块化嵌入式PLC装置为基于PCI/104-express总线接口的包含板与板间miniPCI接口电路的模块化嵌入式PLC装置。
图5为实施例四采用本发明双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法设计出的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图，模块化嵌入式PLC装置为基于PCIe/104总线接口的包含板与板间miniPCI接口电路的模块化嵌入式PLC装置。
图6为实施例五采用本发明双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法设计出的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图，模块化嵌入式PLC装置为基于PC/104-plus总线接口的包含板与板间PCIe接口电路的模块化嵌入式PLC装置。
图7为图6中模块化嵌入式PLC装置的PLC模块的结构示意图。
图8为实施例六采用本发明双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法设计出的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图，模块化嵌入式PLC装置为基于PCI/104总线接口的包含板与板间PCIe接口电路的模块化嵌入式PLC装置。
图9为实施例七采用本发明双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法设计出的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图，模块化嵌入式PLC装置为基于PCI/104-express总线接口的包含板与板间PCIe接口电路的模块化嵌入式PLC装置。
图10为实施例八采用本发明双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法设计出的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图，模块化嵌入式PLC装置为基于PCIe/104总线接口的包含板与板间PCIe接口电路的模块化嵌入式PLC装置。
图11为实施例九采用本发明双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法设计出的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图，模块化嵌入式PLC装置为基于PC/104-plus总线接口的包含板与板间miniPCIe接口电路的模块化嵌入式PLC装置。
图12为图11中模块化嵌入式PLC装置的PLC模块的结构示意图。
图13为实施例十采用本发明双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法设计出的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图，模块化嵌入式PLC装置为基于PCI/104总线接口的包含板与板间miniPCIe接口电路的模块化嵌入式PLC装置。
图14为实施例十一采用本发明双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法设计出的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图，模块化嵌入式PLC装置为基于PCI/104-express总线接口的包含板与板间miniPCIe接口电路的模块化嵌入式PLC装置。
图15为实施例十二采用本发明双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法设计出的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图，模块化嵌入式PLC装置为基于PCIe/104总线接口的包含板与板间miniPCIe接口电路的模块化嵌入式PLC装置。
图16为实施例十三采用本发明双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法设计出的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图，模块化嵌入式PLC装置为基于PC/104-plus总线接口的包含板与板间mSATA接口电路的模块化嵌入式PLC装置。
图17为图16中模块化嵌入式PLC装置的PLC模块的结构示意图。
图18为实施例十四采用本发明双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法设计出的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图，模块化嵌入式PLC装置为基于PCI/104总线接口的包含板与板间mSATA接口电路的模块化嵌入式PLC装置。
图19为实施例十五采用本发明双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法设计出的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图，模块化嵌入式PLC装置为基于PCI/104-express总线接口的包含板与板间mSATA接口电路的模块化嵌入式PLC装置。
图20为实施例十六采用本发明双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法设计出的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图，模块化嵌入式PLC装置为基于PCIe/104总线接口的包含板与板间mSATA接口电路的模块化嵌入式PLC装置。
图21为实施例十七采用本发明双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法设计出的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图，模块化嵌入式PLC装置为基于PC/104-plus总线接口的包含板与板间soDIMM接口电路的模块化嵌入式PLC装置。
图22为图21中模块化嵌入式PLC装置的PLC模块的结构示意图。
图23为实施例十八采用本发明双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法设计出的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图，模块化嵌入式PLC装置为基于PCI/104总线接口的包含板与板间soDIMM接口电路的模块化嵌入式PLC装置。
图24为实施例十九采用本发明双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法设计出的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图，模块化嵌入式PLC装置为基于PCI/104-express总线接口的包含板与板间soDIMM接口电路的模块化嵌入式PLC装置。
图25为实施例二十中采用本发明双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法设计出的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图，模块化嵌入式PLC装置为基于PCIe/104总线接口的包含板与板间soDIMM接口电路的模块化嵌入式PLC装置。
图26是实施例一采用本发明双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法设计出的一体化嵌入式PLC装置的结构示意图，一体化嵌入式PLC装置为基于PC/104-plus总线接口的一体化嵌入式PLC装置。
图27为实施例二采用本发明双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法设计出的一体化嵌入式PLC装置的结构示意图，一体化嵌入式PLC装置为基于PCI/104总线接口的一体化嵌入式PLC装置。
图28为实施例三采用本发明双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法设计出的一体化嵌入式PLC装置的结构示意图，一体化嵌入式PLC装置为基于PCI/104-express总线接口的一体化嵌入式PLC装置。
图29为实施例四采用本发明双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法设计出的一体化嵌入式PLC装置的结构示意图，一体化嵌入式PLC装置为基于PCIe/104总线接口的一体化嵌入式PLC装置。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提出的双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法，其用于设计出PLC装置。所述PLC装置采用两个供外部通讯用的总线接口，一个是兼容PCI或PCIe总线通讯接口用于与上位计算机通讯；另一个是通用的现场总线或实时以太网接口，用于扩展外部IO；所述PLC装置具有一个供内部板与板间通讯的通用接口；所述PLC装置包括PLC模块和底板。
当所述PLC装置为模块化嵌入式PLC装置时，其为基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置具有两个供外部通讯用的总线接口，一个是兼容PCI或PCIe总线通讯接口用于与上位计算机通讯；另一个是通用的现场总线或实时以太网接口，用于扩展外部IO。所述PLC装置具有一个供内部板与板间通讯的通用或专用接口。所述PLC装置包括PLC模块和底板，所述PLC模块和所述底板均包括用于板与板间通讯的接口电路，所述PLC模块还包括PLC功能电路、IO总线MAC(Media Access Control，介质访问控制子层协议)层，所述底板还包括IO总线物理层、IO总线通讯接口、上位机总线通讯接口、通讯协议转换电路。所述PLC模块与所述底板做成不同的PCB板，并且这两块PCB板上下叠装在一起，通过对应各自的接口电路电性连接。
所述PLC装置可采用PC/104-plus、PCI/104、PCI/104-express或PCIe/104总线与上位计算机通讯。PC/104-plus、PCI/104、PCI/104-express和PCIe/104总线都是标准的嵌入式控制接口，可与任何具有这种接口的嵌入式计算机或功能板卡组合成一个控制系统。另外，上述PCI或PCIe是一种具有32位/64位数据位宽的高速接口，可满足高速设备对数据传输速度的要求，所谓高速接口是指数据传输率达到132MB/s(32位位宽)或264MB/s(64位位宽)的通讯接口。
PLC模块与底板可通过自定义的接口电路或通过PCIe、miniPCI、miniPCIe、mSATA、soDIMM总线接口实现板与板间的信息传递。PLC模块可为模块化设计制造的PLC，可制造成一个通用的控制模块。本发明可与具有兼容PCI或PCIe总线接口的上位计算机组合成一个控制系统，并且通过扩展外部IO接口增加系统处理外部数字量、模拟量等信号的能力。
接下去针对本发明的基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置进行详细的举例说明。
实施例一
本实施例的基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置为基于PC/104-plus总线接口的模块化嵌入式PLC装置，如图1所示，图1为基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图。模块化嵌入式PLC装置包括PLC模块1和底板2。所述PLC模块1与底板2做成不同的PCB板，且如图1中的箭头所示上下叠加安装在一起。
结合图2，所述PLC模块1包括PLC功能电路(图未示)、IO总线MAC层(图未示)和用于板与板间通讯的接口电路一(在本实施例中选用miniPCI接口电路，相应做成miniPCI接口3)。所述底板2包括IO总线物理层4、IO总线通讯接口5、上位机总线通讯接口6、通讯协议转换电路(图未示)和用于板与板间通讯的接口电路二(在本实施例中选用miniPCI接口电路，相应做成能插接miniPCI接口3的miniPCI插槽7)。PLC模块1与底板2通过miniPCI接口3与miniPCI插槽7的插接方式上下叠加安装在一起。
在实际使用中，上述PLC装置可与任何具有PC/104-plus总线接口的嵌入式计算机或功能板卡组合成一个控制系统，PLC底板上的IO总线接口可以扩展连接任何厂家生产制造的外部IO。而且上述PLC装置中的PLC模块是一个标准的、通用的控制模块，板与板间具有标准的miniPCI数据接口，方便应用于其它控制领域里的产品开发。
实施例二
实施例二与实施例一相似，其区别在于：实施例二的基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置为基于PCI/104总线接口的模块化嵌入式PLC装置，如图3所示，图3为基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图。模块化嵌入式PLC装置包括PLC模块1和底板2。所述PLC模块1与底板2做成不同的PCB板，且如图3中的箭头所示上下叠加安装在一起。
实施例三
实施例三与实施例一相似，其区别在于：实施例三的基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置为基于PCI/104-express总线接口的模块化嵌入式PLC装置，如图4所示，图4为基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图。模块化嵌入式PLC装置包括PLC模块1和底板2。所述PLC模块1与底板2做成不同的PCB板，且如图4中的箭头所示上下叠加安装在一起。
实施例四
实施例四与实施例一相似，其区别在于：实施例四的基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置为基于PCIe/104总线接口的模块化嵌入式PLC装置，如图5所示，图5为基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图。模块化嵌入式PLC装置包括PLC模块1和底板2。所述PLC模块1与底板2做成不同的PCB板，且如图5中的箭头所示上下叠加安装在一起。
实施例五
本实施例的基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置为基于PC/104-plus总线接口的模块化嵌入式PLC装置，如图6所示，图6为基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图。模块化嵌入式PLC装置包括PLC模块1和底板2。所述PLC模块1与底板2做成不同的PCB板，且如图6中的箭头所示上下叠加安装在一起。
结合图7，所述PLC模块1包括PLC功能电路(图未示)、IO总线MAC层(图未示)和用于板与板间通讯的接口电路一(在本实施例中选用PCIe接口电路，相应做成PCIe接口3)。所述底板2包括IO总线物理层4、IO总线通讯接口5、上位机总线通讯接口6、通讯协议转换电路(图未示)和用于板与板间通讯的第二接口电路二(在本实施例中选用PCIe接口电路，相应做成能插接PCIe接口3的PCIe插槽7)。PLC模块1与底板2通过PCIe接口3与PCIe插槽7的插接方式上下叠加安装在一起。
在实际使用中，上述PLC装置可与任何具有PC/104-plus总线接口的嵌入式计算机或功能板卡组合成一个控制系统，PLC底板上的IO总线接口可以扩展连接任何厂家生产制造的外部IO，上述PLC装置中的PLC模块是一个标准的、通用的控制模块，板与板间具有标准的PCIe数据接口，方便应用于其它控制领域里的产品开发。
实施例六
实施例六与实施例五相似，其区别在于：实施例六的基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置为基于PCI/104总线接口的模块化嵌入式PLC装置，如图8所示，图8为基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图。模块化嵌入式PLC装置包括PLC模块1和底板2。所述PLC模块1与底板2做成不同的PCB板，且如图8中的箭头所示上下叠加安装在一起。
实施例七
实施例七与实施例五相似，其区别在于：实施例七的基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置为基于PCI/104-express总线接口的模块化嵌入式PLC装置，如图9所示，图9为基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图。模块化嵌入式PLC装置包括PLC模块1和底板2。所述PLC模块1与底板2做成不同的PCB板，且如图9中的箭头所示上下叠加安装在一起。
实施例八
实施例八与实施例五相似，其区别在于：实施例八的基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置为基于PCIe/104总线接口的模块化嵌入式PLC装置，如图10所示，图10为基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图。模块化嵌入式PLC装置包括PLC模块1和底板2。所述PLC模块1与底板2做成不同的PCB板，且如图10中的箭头所示上下叠加安装在一起。
实施例九
本实施例的基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置为基于PC/104-plus总线接口的模块化嵌入式PLC装置，如图11所示，图11为基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图。模块化嵌入式PLC装置包括PLC模块1和底板2。所述PLC模块1与底板2做成不同的PCB板，且如图11中的箭头所示上下叠加安装在一起。
结合图12，所述PLC模块1包括PLC功能电路(图未示)、IO总线MAC层(图未示)和用于板与板间通讯的接口电路一(在本实施例中选用miniPCIe接口电路，相应做成miniPCIe接口3)。所述底板2包括IO总线物理层4、IO总线通讯接口5、上位机总线通讯接口6、通讯协议转换电路(图未示)和用于板与板间通讯的第二接口电路二(在本实施例中选用miniPCIe接口电路，相应做成能插接miniPCIe接口3的miniPCIe插槽7)。PLC模块1与底板2通过miniPCIe接口3与miniPCIe插槽7的插接方式上下叠加安装在一起。
在实际使用中，上述PLC装置可与任何具有PC/104-plus总线接口的嵌入式计算机或功能板卡组合成一个控制系统，PLC底板上的IO总线接口可以扩展连接任何厂家生产制造的外部IO，而且上述PLC装置中的PLC模块是一个标准的、通用的控制模块，板与板间具有标准的miniPCIe数据接口，方便应用于其它控制领域里的产品开发。
实施例十
实施例十与实施例九相似，其区别在于：实施例十的基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置为基于PCI/104总线接口的模块化嵌入式PLC装置，如图13所示，图13为基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图。模块化嵌入式PLC装置包括PLC模块1和底板2。所述PLC模块1与底板2做成不同的PCB板，且如图13中的箭头所示上下叠加安装在一起。
实施例十一
实施例十一与实施例九相似，其区别在于：实施例十一的基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置为基于PCI/104-express总线接口的模块化嵌入式PLC装置，如图14所示，图14为基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图。模块化嵌入式PLC装置包括PLC模块1和底板2。所述PLC模块1与底板2做成不同的PCB板，且如图14中的箭头所示上下叠加安装在一起。
实施例十二
实施例十二与实施例九相似，其区别在于：实施例十二的基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置为基于PCIe/104总线接口的模块化嵌入式PLC装置，如图15所示，图15为基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图。模块化嵌入式PLC装置包括PLC模块1和底板2。所述PLC模块1与底板2做成不同的PCB板，且如图15中的箭头所示上下叠加安装在一起。
实施例十三
本实施例的基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置为基于PC/104-plus总线接口的模块化嵌入式PLC装置，如图16所示，图16为基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图。模块化嵌入式PLC装置包括PLC模块1和底板2。所述PLC模块1与底板2做成不同的PCB板，且如图16中的箭头所示上下叠加安装在一起。
结合图17，所述PLC模块1包括PLC功能电路(图未示)、IO总线MAC层(图未示)和用于板与板间通讯的接口电路一(在本实施例中选用mSATA接口电路，相应做成mSATA接口3)。所述底板2包括IO总线物理层4、IO总线通讯接口5、上位机总线通讯接口6、通讯协议转换电路(图未示)和用于板与板间通讯的接口电路二(在本实施例中选用mSATA接口电路，相应做成能插接mSATA接口3的mSATA插槽7)。PLC模块1与底板2通过mSATA接口3与mSATA插槽7的插接方式上下叠加安装在一起。
在实际使用中，上述PLC装置可与任何具有PC/104-plus总线接口的嵌入式计算机或功能板卡组合成一个控制系统，PLC底板上的IO总线接口可以扩展连接任何厂家生产制造的外部IO，而且上述PLC装置中的PLC模块是一个标准的、通用的控制模块，板与板间具有标准的mSATA数据接口，方便应用于其它控制领域里的产品开发。
实施例十四
实施例十四与实施例十三相似，其区别在于：实施例十四的基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置为基于PCI/104总线接口的模块化嵌入式PLC装置，如图18所示，图18为基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图。模块化嵌入式PLC装置包括PLC模块1和底板2。所述PLC模块1与底板2做成不同的PCB板，且如图18中的箭头所示上下叠加安装在一起。
实施例十五
实施例十五与实施例十三相似，其区别在于：实施例十五的基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置为基于PCI/104-express总线接口的模块化嵌入式PLC装置，如图19所示，图19为基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图。模块化嵌入式PLC装置包括PLC模块1和底板2。所述PLC模块1与底板2做成不同的PCB板，且如图19中的箭头所示上下叠加安装在一起。
实施例十六
实施例十六与实施例十三相似，其区别在于：实施例十六的基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置为基于PCIe/104总线接口的模块化嵌入式PLC装置，如图20所示，图20为基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图。模块化嵌入式PLC装置包括PLC模块1和底板2。所述PLC模块1与底板2做成不同的PCB板，且如图20中的箭头所示上下叠加安装在一起。
实施例十七
本实施例的基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置为基于PC/104-plus总线接口的模块化嵌入式PLC装置，如图21所示，图21为基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图。模块化嵌入式PLC装置包括PLC模块1和底板2。所述PLC模块1与底板2做成不同的PCB板，且如图21中的箭头所示上下叠加安装在一起。
结合图22，所述PLC模块1包括PLC功能电路(图未示)、IO总线MAC层(图未示)和用于板与板间通讯的接口电路一(在本实施例中选用soDIMM接口电路，相应做成soDIMM接口3)。所述底板2包括IO总线物理层4、IO总线通讯接口5、上位机总线通讯接口6、通讯协议转换电路(图未示)和用于板与板间通讯的接口电路二(在本实施例中选用soDIMM接口电路，相应做成能插接soDIMM接口3的soDIMM插槽7)。PLC模块1与底板2通过soDIMM接口3与soDIMM插槽7的插接方式上下叠加安装在一起。
在实际使用中，上述PLC装置可与任何具有PC/104-plus总线接口的嵌入式计算机或功能板卡组合成一个控制系统，PLC底板上的IO总线接口可以扩展连接任何厂家生产制造的外部IO，而且上述PLC装置中的PLC模块是一个标准的、通用的控制模块，板与板间具有标准的soDIMM数据接口，方便应用于其它控制领域里的产品开发。
实施例十八
实施例十八与实施例十七相似，其区别在于：实施例十八的基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置为基于PCI/104总线接口的模块化嵌入式PLC装置，如图23所示，图23为基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图。模块化嵌入式PLC装置包括PLC模块1和底板2。所述PLC模块1与底板2做成不同的PCB板，且如图23中的箭头所示上下叠加安装在一起。
实施例十九
实施例十九与实施例十七相似，其区别在于：实施例十九的基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置为基于PCI/104-express总线接口的模块化嵌入式PLC装置，如图24所示，图24为基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图。模块化嵌入式PLC装置包括PLC模块1和底板2。所述PLC模块1与底板2做成不同的PCB板，且如图24中的箭头所示上下叠加安装在一起。
实施例二十
实施例二十与实施例十七相似，其区别在于：实施例二十的基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置为基于PCIe/104总线接口的模块化嵌入式PLC装置，如图25所示，图25为基于通用通讯接口的模块化嵌入式PLC装置的组装过程示意图。模块化嵌入式PLC装置包括PLC模块1和底板2。所述PLC模块1与底板2做成不同的PCB板，且如图25中的箭头所示上下叠加安装在一起。
综上所述，本发明所述的PCI或PCIe总线接口是一种具有32位/64位数据位宽的高速接口，因此，使用该接口的模块化嵌入式PLC装置是一种高速PLC，能够满足控制系统对数据带宽苛刻的要求。
所述PLC模块与所述底板做成不同的PCB板，并且这两块PCB板上下叠装在一起；所述PLC模块上包含PLC功能电路、IO总线MAC层和用于板与板间通讯的接口电路一；所述底板上包含IO总线物理层、IO总线通讯接口、上位机总线通讯接口、通讯协议转换电路和用于板与板间通讯的接口电路二；
本发明提出的双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法，其用于设计出PLC装置。所述PLC装置采用两个供外部通讯用的总线接口，一个是兼容PCI或PCIe总线通讯接口用于与上位计算机通讯；另一个是通用的现场总线或实时以太网接口，用于扩展外部IO；所述PLC装置具有一个供内部板与板间通讯的通用接口；所述PLC装置包括PLC模块和底板。
当所述PLC装置为一体化嵌入式PLC装置时，所述PLC模块与所述底板做成一个PCB板，所述PLC模块包括PLC功能电路和IO总线MAC层；所述底板包括IO总线物理层、IO总线通讯接口、上位机总线通讯接口和通讯协议转换电路。接下去，对一体化嵌入式PLC装置进行详细举例说明。
实施例一
如图26所示，一种基于PC/104-plus总线接口的一体化嵌入式PLC装置，包括PLC模块1和底板2，所述PLC模块1与底板2做成一个PCB板，所述PLC模块1上包括PLC功能电路(图未示)和IO总线MAC层(图未示)；所述底板2上包括IO总线物理层3、IO总线通讯接口4、上位机总线通讯接口5和通讯协议转换电路(图未示)。
在实际使用中，上述PLC装置可与任何具有PC/104-plus总线接口的嵌入式计算机或功能板卡组合成一个控制系统，此外PLC底板上的IO总线接口可扩展任何厂家生产制造的外部IO，方便应用于多种嵌入式PLC控制领域。
实施例二
如图27所示，一种基于PCI/104总线接口的一体化嵌入式PLC装置，包括PLC模块1和底板2，所述PLC模块1与底板2做成一个PCB板，所述PLC模块1上包括PLC功能电路(图未示)和IO总线MAC层(图未示)；所述底板2上包括IO总线物理层3、IO总线通讯接口4、上位机总线通讯接口5和通讯协议转换电路(图未示)。
在实际使用中，上述PLC装置可与任何具有PCI/104总线接口的嵌入式计算机或功能板卡组合成一个控制系统，此外PLC底板上的IO总线接口可扩展任何厂家生产制造的外部IO，方便应用于多种嵌入式PLC控制领域。
实施例三
如图28所示，一种基于PCI/104-express总线接口的一体化嵌入式PLC装置，包括PLC模块1和底板2，所述PLC模块1与底板2做成一个PCB板，所述PLC模块1上包括PLC功能电路(图未示)和IO总线MAC层(图未示)；所述底板2上包括IO总线物理层3、IO总线通讯接口4、上位机总线通讯接口5和通讯协议转换电路(图未示)。
在实际使用中，上述PLC装置可与任何具有PCI/104-express总线接口的嵌入式计算机或功能板卡组合成一个控制系统，此外PLC底板上的IO总线接口可以扩展连接任何厂家生产制造的外部IO，方便应用于多种嵌入式PLC控制领域。
实施例四
如图29所示，一种基于PCIe/104总线接口的一体化嵌入式PLC装置，包括PLC模块1和底板2，所述PLC模块1与底板2做成一个PCB板，所述PLC模块1上包括PLC功能电路(图未示)和IO总线MAC层(图未示)；所述底板2上包括IO总线物理层3、IO总线通讯接口4、上位机总线通讯接口5和通讯协议转换电路(图未示)。
在实际使用中，上述PLC装置可与任何具有PCIe/104总线接口的嵌入式计算机或功能板卡组合成一个控制系统，此外PLC底板上的IO总线接口可以扩展连接任何厂家生产制造的外部IO，方便应用于多种嵌入式PLC控制领域。
本实施例所述的PCI或PCIe总线接口是一种具有32位/64位数据位宽的高速接口，因此，使用该接口的一体化嵌入式PLC装置是一种高速PLC，能够满足控制系统对数据带宽苛刻的要求。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种双总线通讯的用于嵌入式控制的PLC设计方法，其用于设计出PLC装置，所述PLC装置采用两个供外部通讯用的总线接口，一个是兼容PCI或PCIe总线的通讯接口，用于与上位计算机通讯；另一个是通用的现场总线或实时以太网接口，用于扩展外部IO；所述PLC装置具有一个供内部板与板间通讯的通用或专用接口；所述PLC装置包括PLC模块和底板；
其特征在于：当所述PLC装置为模块化嵌入式PLC装置时，所述PLC模块与所述底板做成不同的PCB板，并且这两块PCB板上下叠装在一起；所述PLC模块上包含PLC功能电路、IO总线MAC层和用于板与板间通讯的接口电路一；所述底板上包含IO总线物理层、IO总线通讯接口、上位机总线通讯接口、通讯协议转换电路和用于板与板间通讯的接口电路二；所述接口电路一与所述接口电路二达成电性连接；所述PLC模块为一个标准的、通用控制模块，且能通过标准或专业数据接口实现所述PLC装置内部的高速信息传递；所述标准或专业数据接口是所述PLC模块与所述底板通过自定义的专用接口电路，或PCIe、miniPCI、miniPCIe、mSATA、soDIMM总线之一实现相互通讯的电性接口；所述PLC装置通过所述兼容PCI或PCIe总线的通讯接口，与具有同类兼容PCI或PCIe总线的通讯接口的上位计算机组合成一个控制系统，并且所述兼容PCI或PCIe总线的通讯接口是PC/104-plus、PCI/104、PCI/104-express或PCIe/104总线接口之一。
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