CN105204423A - 一种plc扩展总线的终端电阻自动匹配系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PLC扩展总线的终端电阻自动匹配系统，其包括PLC以及多个扩展模块，所述PLC与所述多个扩展模块通过扩展总线级连形成总线拓扑结构，其中：每一扩展模块均具有一前向通信接口以及一后向通信接口，在所述前向通信接口设置有第一开关，在所述后向通信接口中设置有第二开关，所述第一开关与所述第二开关并联且连接一终端电阻至所述扩展总线；所述第一开关与所述第二开关均为常闭开关，当所述前向通信接口插入线缆时，则抵顶所述第一开关并使其断开，当所述后向通信接口插入线缆时，则抵顶所述第二开关并使其断开。本发明公开了相应的方法。通过实施本发明的技术方案，可以自动且快速地匹配终端电阻。

Description

一种PLC扩展总线的终端电阻自动匹配系统及方法

技术领域

本发明涉及可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PLC）领域，尤其涉及一种PLC扩展总线的终端电阻自动匹配系统及方法。

背景技术

在现有技术中，PLC为扩展I/O（Input/Output，输入或输出）点或功能，一般需要通过扩展总线将各种I/O模块或功能模块连接起来构成PLC控制系统，PLC通过该扩展总线与I/O模块或功能模块进行通信。

现有的PLC与扩展模块之间采用的诸如串行外围设备接口（serialperipheralinterface，SPI）或控制器局域网总线（ControllerAreaNetwork，CAN）等扩展总线进行连接与通信，在具体应用中，在PLC与扩展模块进行通信前，需要完成终端电阻的匹配过程。其中，终端电阻为并联在总线拓扑结构的远端（相距最远的两个通信端口上）的一对通信线上的电阻，其作用是为了消除在通信线缆中的信号反射，有效地增强信号强度。但是现有技术中，在PLC与扩展模块进行级联的系统中，需要人工判断哪一级扩展模块是最后一级的扩展模块，并手动连接设置于该扩展模块处的终端电阻。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明实施例一种PLC扩展总线的终端电阻自动匹配方法及系统，可以自动识别PLC控制系统中最后一级扩展模块，并自动实现终端电阻的匹配。

为了达到上述发明目的，本发明实施例提供了一种PLC扩展总线的终端电阻自动匹配系统，其包括PLC以及多个扩展模块，所述PLC与所述多个扩展模块通过扩展总线级连形成总线拓扑结构，其中：

每一扩展模块均具有一前向通信接口以及一后向通信接口，在所述前向通信接口设置有第一开关，在所述后向通信接口中设置有第二开关，所述第一开关与所述第二开关并联且连接一终端电阻至所述扩展总线；

所述第一开关与所述第二开关均为常闭开关，当所述前向通信接口插入线缆时，则抵顶所述第一开关并使其断开，当所述后向通信接口插入线缆时，则抵顶所述第二开关并使其断开。

优选地，所述扩展总线为MLVDS（MultipointlowVoltageDifferentialSignaling，多点低电压差分信号）总线。。

相应地，本发明实施例还提供了一种PLC扩展总线的终端电阻自动匹配方法，应用于前述的PLC扩展总线的终端电阻自动匹配系统中，该方法包括如下步骤：

将PLC至多个扩展模块通过线缆顺序连接；

在总线拓扑结构中，当本级扩展模块的前向通信接口与后向通信接口上均被插入线缆时，则所述扩展模块的上第一开关和第二开关均被打开，所述本级扩展模块的终端电阻与扩展总线断开连接；

在总线拓扑结构中最后一级扩展模块上，其后向通信接口未被插入线缆，所述最后一个扩展模块的第二开关处于闭合状态，则最后一级扩展模块中的终端电阻与扩展总线相连接，自动匹配至所述扩展总线上。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明实施例提供的技术方案，通过在通过扩展总线级联的PLC系统的每一扩展模块中的前总线接口以及后总线接口中均设置一常闭开关，且该两个常闭开关并联后将终端电阻连接在扩展总线上；当各扩展模块级联后，处于中间位置的扩展模块，由于其前总线接口以及后总线接口均被插入线缆，使其对应的常闭开关断开，从而使本级扩展模块上的终端电阻与扩展总线断开连接；而对于最后一个扩展模块，由于其后总线接口未被插入线缆，故其对应的常闭开关处于闭合状态，故可以将终端电阻自动匹配至扩展总线。该方案中，能够快速准确地将终端电阻自动匹配至扩展总线上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种PLC扩展总线的终端电阻自动匹配系统一个实施例的结构示意图；

图2是图1中扩展模块在第一种情形下终端电阻的连接示意图；

图3是图1中扩展模块在第二种情形下终端电阻的连接示意图；

图4是图1中扩展模块在第三种情形下终端电阻的连接示意图；

图5是本发明提供的一种PLC扩展总线的终端电阻自动匹配方法的一个实施例的主流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详见说明。

如图1所示，示出了本发明提供的一种PLC扩展总线的终端电阻自动匹配系统一个实施例的结构示意图。在该实施例中，该PLC扩展总线的终端电阻自动匹配系统包括PLC1以及多个扩展模块2，PLC1与多个扩展模块2之间采用扩展总线进行级连；其中，在一个实施例中，该扩展总线采用MLVDS总线，其属于总线型拓扑结构半双工通信，在后文中提及的扩展总线均以MLVDS扩展总线进行说明，当可以理解的是，在其他的实施例中，也可以采用其他类型的总线。扩展模块2采用级联方式，每个扩展模块均是独立的个体，也没有优先顺序，但每个扩展模块2具备独立的地址，在一个例子中，PLC可以级联8个扩展模块。在该总线型拓扑结构中，PLC充当主机角色，扩展模块充当从机角色，总线接口包括扩展总线时钟、扩展总线数据及地址线等。其中扩展总线时钟由PLC主导发出，扩展模块按该扩展总线时钟的节拍进行数据交换。在一些例子中，该时钟频率可以达到55MHz甚至更高。具体地，每个扩展模块2具有一前向通信接口以及一后向通信接口，其中，前总线接口向前连接前面的扩展模块2或PLC，后总线接口向后连接后面的扩展模块2。在前向通信接口与后向通信接口中设置一在位信号线，在位信号线上具有默认电平的在位信号，该默认电平为高电平与低电平中之一种，例如，在一个例子中，该默认电平为高电平。

如图2所示，则示出了本发明实施例中扩展模块在第一种情形下终端电阻的连接示意图；在该实施例中，每一扩展模块均具有一前向通信接口以及一后向通信接口，在前向通信接口设置有第一开关K1，在后向通信接口中设置有第一开关K1，第一开关K1与第一开关K1并联，且连接一终端电阻R1至扩展总线；

其中，第一开关K1与第一开关K1均为常闭开关，在第一种情形时，即其前总线接口与后总线接口均没有插入线缆的情形下，第一开关K1与第一开关K1处于闭合状态，该终端电阻R1至扩展总线相连接。

如图3所示，则示出了本发明实施例中扩展模块在第二种情形下终端电阻的连接示意图；其示出了扩展模块的前总线接口与后总线接口均没有插入线缆的情形，在该第二种情形下，由于该扩展模块的前向通信接口插入线缆时，则抵顶第一开关K1并使其断开，由于后向通信接口插入线缆时，则抵顶第二开关K1并使其断开，故在这种情形下，终端电阻R1与扩展总线断开了连接。

如图3所示，则示出了本发明实施例中扩展模块在第三种情形下终端电阻的连接示意图；其示出了扩展模块的前总线接口插入了线缆，而后总线接口均没有插入线缆的情形，在该第二种情形下，由于该扩展模块的前向通信接口插入线缆（或线缆接头）时，则抵顶第一开关K1并使其断开，而由于后向通信接口没有插入线缆时，第二开关K1处于闭合状态，故在这种情形下，终端电阻R1仍然与扩展总线相互连接。

从上可以看出，当PLC与各级扩展模块进行连接之前各级扩展模块处于图2的情形；当PLC与各级扩展模块进行连接时，则处于前端的扩展模块处于图3的情形，由于其前向总线接口与后向总线接口均插入了线缆，则各扩展模块中的终端电阻R1与扩展总线断开了连接；而最后一级的扩展模块处于图4的情形，由于其第二开关K1处于闭合状态，终端电阻R1仍然与扩展总线相互连接，即终端电阻自动匹配到了扩展总线上。

相应地，如图5所示，示出了本发明提供的一种PLC扩展总线的终端电阻自动匹配方法的一个实施例的主流程示意图。在该实施例中，该PLC扩展总线的终端电阻自动匹配方法，应用于PLC以及多个扩展模块通过扩展总线级连的具有总线拓扑结构的PLC控制系统中，该方法包括如下步骤：

将PLC至多个扩展模块通过线缆顺序连接；

在总线拓扑结构中，当本级扩展模块的前向通信接口与后向通信接口上均被插入线缆时，则扩展模块的上第一开关和第二开关均被打开，本级扩展模块的终端电阻与扩展总线断开连接；

在总线拓扑结构中最后一级扩展模块上，其后向通信接口未被插入线缆，最后一个扩展模块的第二开关处于闭合状态，则最后一级扩展模块中的终端电阻与扩展总线相连接，自动匹配至扩展总线上。

更多的细节，可以一并参考图1到图4的说明，在此不进行赘述。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明实施例提供的技术方案，通过在通过扩展总线级联的PLC系统的每一扩展模块中的前总线接口以及后总线接口中均设置一常闭开关，且该两个常闭开关并联后将终端电阻连接在扩展总线上；当各扩展模块级联后，处于中间位置的扩展模块，由于其前总线接口以及后总线接口均被插入线缆，使其对应的常闭开关断开，从而使本级扩展模块上的终端电阻与扩展总线断开连接；而对于最后一个扩展模块，由于其后总线接口未被插入线缆，故其对应的常闭开关处于闭合状态，故可以将终端电阻自动匹配至扩展总线。该方案中，能够快速准确地将终端电阻自动匹配至扩展总线上。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (4)

1.一种PLC扩展总线的终端电阻自动匹配系统，其包括PLC以及多个扩展模块，所述PLC与所述多个扩展模块通过扩展总线级连形成总线拓扑结构，其特征在于，其中：

每一扩展模块均具有一前向通信接口以及一后向通信接口，在所述前向通信接口设置有第一开关，在所述后向通信接口中设置有第二开关，所述第一开关与所述第二开关并联且连接一终端电阻至所述扩展总线；

所述第一开关与所述第二开关均为常闭开关，当所述前向通信接口插入线缆时，则抵顶所述第一开关并使其断开，当所述后向通信接口插入线缆时，则抵顶所述第二开关并使其断开。

2.如权利要求1所述的一种PLC扩展总线的终端电阻自动匹配系统，其特征在于，所述扩展总线为MLVDS总线。

3.一种PLC扩展总线的终端电阻自动匹配方法，应用于如权利要求1所述的PLC扩展总线的终端电阻自动匹配系统中，其特征在于，该方法包括如下步骤：

将PLC至多个扩展模块通过线缆顺序连接；

在总线拓扑结构中，当本级扩展模块的前向通信接口与后向通信接口上均被插入线缆时，则所述扩展模块的上第一开关和第二开关均被打开，所述本级扩展模块的终端电阻与扩展总线断开连接；

在总线拓扑结构中最后一级扩展模块上，其后向通信接口未被插入线缆，所述最后一个扩展模块的第二开关处于闭合状态，则最后一级扩展模块中的终端电阻与扩展总线相连接，自动匹配至所述扩展总线上。

4.如权利要求3所述的一种PLC扩展总线的终端电阻自动匹配方法，其特征在于，所述扩展总线为MLVDS总线。