CN108279626B - 可编程逻辑控制器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种可编程逻辑控制器及其控制方法，该可编程逻辑控制器包括：主模块，以及经由通信线路与主模块通信的至少两个扩展模块，其中，至少两个扩展模块并联于通信线路，至少两个扩展模块通过控制信号线逐级串联至主模块，扩展模块具有：地址设定器，其基于经由控制信号线接收的第一输入信号，根据经由通信线路从主模块接收的标识设定命令，设定扩展模块的标识信息；扩展控制器，其根据第一输入信号，以及扩展模块内部生成的第二输入信号，向与下一级扩展模块连接的控制信号线输出输出信号，输出信号作为下一级扩展模块的第一输入信号。根据本实施例，能够降低可编程逻辑控制器产品设计的复杂度，节约产品成本。

Description

可编程逻辑控制器及其控制方法

技术领域

本申请涉及电子线路技术领域，尤其涉及一种可编程逻辑控制器及其控制方法。

背景技术

可编程逻辑控制器(PLC)在各行各业中具有广泛应用。

可编程逻辑控制器的结构大致分为背板结构和逐级连接结构这两种。前者为固定地址结构，容易实现扩展逻辑，但占用安装空间较大，成本较高；后者具有结构紧凑，接线灵活等特点。

图1是现有技术中可编程逻辑控制器的一个示意图，如图1所示，可编程逻辑控制器100包括一个主模块10和至少两个扩展模块，例如，图1中为3个扩展模块：扩展模块1，扩展模块2，以及扩展模块3。主模块10和各扩展模块之间通过通信线路进行通信，通信线路可以包括上行线路31和下行线路32，例如，主模块10通过下行线路32向各扩展模块发送数据，各扩展模块通过上行线路31向主模块10发送数据。各扩展模块可以通过标识信息来标识，该标识信息例如可以是该扩展模块的地址。主模块10在以广播的方式向各扩展模块发送数据时，可以通过标识信息来通知该数据发送给哪个扩展模块。

在图1所示的可编程逻辑控制器100中，为了对各扩展模块设置标识信息，需要设置多个用来传输标识信息的节点总线40，以及复位信号线50。如图1所示，节点总线40被设置在扩展模块1和主模块10之间，扩展模块2和扩展模块1之间，扩展模块3和扩展模块2之间。主模块10通过复位信号线50向各扩展模块发送复位信号。

在图1所示的可编程逻辑控制器100中，对各扩展模块设置标识信息的方法如下：步骤1，主模块10通过复位信号线50向各扩展模块发送复位信号，以使各扩展模块达到初始状态；步骤2，主模块10通过节点总线40将扩展模块1的标识信息11传送给扩展模块1；步骤3，扩展模块1对标识信息11进行+1操作以形成标识信息12，并将标识信息12传输到下一级的扩展模块2；步骤4，扩展模块2对标识信息12进行+1操作以形成标识信息13，并将标识信息13传输到下一级的扩展模块3，由此，各标识信息被逐级传递到最后一级扩展模块；步骤5，当所有节点总线上的信号都稳定后，主模块10释放复位信号，各扩展模块此时会把其接收到的节点总线40上的标识信息作为该扩展模块的标识信息，该标识信息用于该扩展模块与主模块10进行通讯。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本申请的发明人发现，在图1所示的可编程逻辑控制器100中，节点总线40由多条信号线捆扎构成，每条信号线仅传输标识信息的一位数据，当扩展模块的数量增加时，标识信息的数据位增加，节点总线40所需要的信号线的条数也增加，例如，当扩展模块有8台时，节点总线40需要3根信号线来传输标识信息，再加上复位信号线，一共需要4根信号线来实现标识信息的设置，因此，产品设计的复杂度较高，产品的成本也较高。此外，节点总线只在设置标识信息的过程中被使用，使用率较低，造成浪费，与降低成本的目标相违背。

本申请的实施例提供一种可编程逻辑控制器及其控制方法，经由控制信号线向各扩展模块传输具有一位数据的第一输入信号以对各扩展模块进行复位控制，并经由通信线路来传输标识信息，由此，不必使用现有技术中的节点总线和复位信号线，就可以完成对各扩展模块的标识信息的设置，从而降低了产品设计的复杂度，节约了产品成本。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种可编程逻辑控制器，包括：

主模块，以及经由通信线路与所述主模块通信的至少两个扩展模块，其中，所述至少两个扩展模块并联于所述通信线路，所述至少两个扩展模块通过控制信号线逐级串联至所述主模块，所述扩展模块具有：地址设定器，其基于经由所述控制信号线接收的第一输入信号，根据经由所述通信线路从所述主模块接收的标识设定命令，设定所述扩展模块的标识信息；以及扩展控制器，其根据所述第一输入信号，以及所述扩展模块内部生成的第二输入信号，向与下一级扩展模块连接的控制信号线输出输出信号，所述输出信号作为所述下一级扩展模块的第一输入信号。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种可编程逻辑控制器的控制方法，所述可编程逻辑控制器包括：主模块，以及经由通信线路与所述主模块通信的至少两个扩展模块，其中，所述至少两个扩展模块并联于所述通信线路，所述至少两个扩展模块通过控制信号线逐级串联至所述主模块。该控制方法包括：基于经由所述控制信号线接收的第一输入信号，根据经由所述通信线路从所述主模块接收的标识设定命令，设定所述扩展模块的标识信息；以及根据所述第一输入信号，以及所述扩展模块内部生成的第二输入信号，向与下一级扩展模块连接的控制信号线输出作为所述下一级扩展模块的第一输入信号的输出信号。

本申请的有益效果在于：能够降低可编程逻辑控制器产品设计的复杂度，节约产品成本。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施方式，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是现有技术中可编程逻辑控制器的一个示意图；

图2是本实施例1的可编程逻辑控制器的一个示意图；

图3是本实施例1的扩展模块的一个示意图；

图4是本实施例1的可编程逻辑控制器的各扩展模块的标识信息的设定方法的一个示意图；

图5是本实施例2的可编程逻辑控制器的控制方法的一个示意图。

具体实施方式

参照附图，通过下面的说明书，本发明的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本发明的特定实施方式，其表明了其中可以采用本发明的原则的部分实施方式，应了解的是，本发明不限于所描述的实施方式，相反，本发明包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。

实施例1

本申请实施例1提供一种可编程逻辑控制器。图2是本实施例1的可编程逻辑控制器的一个示意图。

如图2所示，可编程逻辑控制器200包括主模块210和至少两个扩展模块220，例如，扩展模块220的数量可以是3个，分别为扩展模块2201，扩展模块2202，以及扩展模块2203。在本实施例中，以扩展模块220是3个为例进行说明，但本实施例并不限于此，扩展模块220的数量也可以是2个，或多于3个等。

在本实施例中，扩展模块2201、2202、2203可以经由通信线路230与主模块210进行通信。通信线路230例如可以包括上行线路2301和下行线路2302，其中，上行线路2301可以用于各扩展模块220向主模块210传输信号，下行线路2302可以用于主模块210向各扩展模块220传输信号。

在本实施例中，扩展模块2201、2202、2203可以并联于通信线路230，由此，主模块210可以通过通信线路230以广播的方式向各扩展模块发送信号。

在本实施例中，扩展模块2201、2202、2203可以通过控制信号线240逐级串联至主模块210，例如，扩展模块2201最接近主模块210，并且，通过控制信号线240直接连接主模块210，扩展模块2202作为扩展模块2201的下一级扩展模块，通过控制信号线240连接扩展模块2201，扩展模块2203作为扩展模块2202的下一级扩展模块，通过控制信号线240连接扩展模块2202。

下面，对扩展模块220的结构进行说明。并且，在本实施例中，各扩展模块220具有相同的结构，因此，对于扩展模块220说明同样适用于扩展模块2201、2202、2203。

图3是本实施例的扩展模块的一个示意图，如图3所示，扩展模块220可以具有地址设定器221和扩展控制器222。

在本实施例中，地址设定器221可以基于经由控制信号线240接收的第一输入信号，根据经由通信线路230从主模块210接收的标识设定命令，设定扩展模块的标识信息；扩展控制器222可以根据该第一输入信号，以及该扩展模块220内部生成的第二输入信号，向与下一级扩展模块连接的控制信号线240输出输出信号，该输出信号作为该下一级扩展模块的第一输入信号。

在本实施例中，该标识信息可以是能够识别该扩展模块220的信息，例如，可以是该扩展模块220在该可编程逻辑控制器中的地址。

在本实施例中，该第一输入信号、第二输入信号和该输出信号可以分别包含一位数据，该一位数据可以表示两种逻辑值，例如，第一逻辑值和第二逻辑值，其中，第一逻辑值可以是0，用来指示复位状态，第二逻辑值可以是1，用来指示释放复位状态。

根据本实施例，经由控制信号线向各扩展模块传输具有一位数据的第一输入信号以对各扩展模块进行与标识设定相关的控制，并经由通信线路来传输标识信息，由此，不必使用现有技术中的节点总线和复位信号线，就可以完成对各扩展模块的标识信息的设置，从而降低了产品设计的复杂度，节约了产品成本。

在本实施例中，对于各扩展模块220而言，当该第一输入信号具有第一逻辑值时，地址设定器221将该扩展模块220的标识信息设定为默认标识信息；当该第一输入信号具有第二逻辑值时，地址设定器221可以根据从主模块210接收到的标识设定命令，设定该扩展模块220的标识信息。例如，当地址设定器221是包含芯片的硬件单元的情况下，该第一输入信号可以被输入到该芯片的控制端子，从而进行上述的控制，此外，地址设定器221也可以通过软件或软件与硬件的结合来实现。由此，第一输入信号能够对地址设定器221进行与标识设定相关的控制。

在本实施例中，扩展控制器222可以使用第一输入信号的逻辑值和第二输入信号的逻辑值，来控制输出信号的逻辑值，而该输出信号又作为下一级扩展模块的第一输入信号。由此，扩展模块220能够通过控制下一级扩展模块的第一输入信号，从而对下一级扩展模块进行与标识设定相关的控制，这样，可以逐级设定各扩展模块的标识信息。

例如，第一输入信号的逻辑值，第二输入信号的逻辑值，以及输出信号的逻辑值可以满足下表1的关系。

表1：

第一输入信号	第二输入信号	输出信号
			第一逻辑值(0)	第一逻辑值(0)	第一逻辑值(0)
第一逻辑值(0)	第二逻辑值(1)	第一逻辑值(0)
			第二逻辑值(1)	第一逻辑值(0)	第一逻辑值(0)
第二逻辑值(1)	第二逻辑值(1)	第二逻辑值(1)

如表1所示，第一输入信号的逻辑值，第二输入信号的逻辑值和输出信号逻辑值可以具有如下的关系：当第一输入信号具有第一逻辑值时，该输出信号具有第一逻辑值，并且，当该第一输入信号具有第二逻辑值时，输出信号的逻辑值与第二输入信号的逻辑值相同。

基于表1所述的关系，当通过控制信号线240与主模块210直接连接的扩展模块2201经由控制信号线240从主模块210接收的第一输入信号具有第一逻辑值时，其它各扩展模块2202和2203接收的第一输入信号都具有第一逻辑值。

在本实施例中，扩展控制器222可以由硬件来实现，例如，扩展控制器222可以是与门电路，其中，第一输入信号和第二输入信号可以分别被输入到该与门电路的两个输入端，并且，从该与门电路的输出端输出该输出信号。此外，本实施例可以不限于此，扩展控制器222也可以是其它结构的电路，或者，扩展控制器222也可以通过软件或软件与硬件的结合来实现。

在本实施例中，如图3所示，扩展模块220还可以包括内部信号设定器223，该内部信号设定器223用于设定第二输入信号的逻辑值。

例如，当通过控制信号线240与主模块210直接连接的扩展模块2201经由控制信号线240从主模块210接收的第一输入信号具有第一逻辑值时，各扩展模块的内部信号设定器223将第二输入信号设定为具有第一逻辑值。

又例如，在第一输入信号具有第二逻辑值的情况下，内部信号设定器223可以根据经由通信线路230从主模块210接收的内部信号设定命令，将第二输入信号设定为第二逻辑值。其中，该内部信号设定命令中可以具有扩展模块的标识信息，该标识信息对应的扩展模块的内部信号设定器223可以根据该内部信号设定命令将该扩展模块的第二输入信号设定为第二逻辑值。

下面，结合一个具体实施方式来说明本实施例的可编程逻辑控制器的各扩展模块的标识信息的设定方法。

图4是该控制方法的一个示意图，如图4所示，该设定方法可以包括：

步骤401、主模块210复位所有扩展模块2201，2202，2203。

例如，主模块210通过控制信号线240向扩展模块2201发送具有第一逻辑值的第一输入信号，由此，扩展模块2202和2203的第一输入信号都具有第一逻辑值；并且，各扩展模块的内部信号设定器223将第二输入信号设定为具有第一逻辑值；并且，各扩展模块的地址设定器221将该扩展模块的识别信息设定为默认值，其中，各扩展模块的该默认值可以相同。

步骤402、主模块210释放复位信号。

例如，主模块210通过控制信号线240向扩展模块2201发送具有第二逻辑值的第一输入信号，此时，由于扩展模块2201的第二输入信号保持为第一逻辑值，扩展模块2201的输出信号仍具有第一逻辑值，并且，扩展模块2201之后的各级扩展模块的第一输入信号仍然保持第一逻辑值。

步骤403、主模块基于默认标识信息使各扩展模块设定该扩展模块的标识信息。

例如，主模块210通过控制信号线240向扩展模块2201发送具有第二逻辑值的第一输入信号的情况下，主模块210通过通信线路230向各扩展模块发送标识设定命令，该标识设定命令中具有默认标识信息，而扩展模块2201也具有该默认标识信息，扩展模块2201能够确定该标识设定命令是发送给扩展模块2201的，因此，扩展模块2201的地址设定器221能够根据该标识设定命令来设定扩展模块2201的标识信息。

各扩展模块220根据标识设定命令所设定的标识，均不同于所述默认标识。

步骤404、判断该扩展模块的标识信息是否设定成功，判断为“是”则流程进行到步骤405，判断为“否”则流程进行到步骤406以中止流程。

例如，在扩展模块2201的标识信息被设定完毕的情况下，扩展模块2201可以经由通信线路230向主模块210发送设定完毕的报告，该设定完毕的报告中可以包含扩展模块2201当前的标识信息，主模块210可以根据设定完毕的报告中的标识信息来判断扩展模块2201的标识信息是否被成功设定；或者，主模块210在预设的时间内如果没有收到该设定完毕的报告，也可以判断为扩展模块2201的标识信息没有被成功设定。此外，本实施例可以不限于此，也可以采用其他的方式来判断扩展模块2201的标识信息是否被成功设定。

步骤405、主模块基于该扩展模块的标识信息使各扩展模块设定该扩展模块的第二输入信号。

例如，主模块210可以通过通信线路230发送内部信号设定命令，该内部信号设定命令中可以具有在步骤403中为扩展模块2201设定的标识信息，而扩展模块2201具有该认标识信息，扩展模块2201能够确定该内部信号设定命令是发送给扩展模块2201的，因此，扩展模块2201的内部信号设定器223能够根据该内部信息号设定命令将扩展模块2201的第二输入信号设定为第二逻辑值，由此，扩展模块2201的输出信号成为具有第二逻辑值，即，扩展模块2201的下一级扩展模块2202的第一输入信号成为具有第二逻辑值，此时，扩展模块2202的地址设定器221能够根据该标识设定命令来设定扩展模块2202的标识信息，流程回到步骤403，对扩展模块2202进行标识信息的设定。

此外，由于扩展模块2202的第二输入信号此时仍保持为第一逻辑值，扩展模块2202的输出信号仍具有第一逻辑值，因此，扩展模块2202之后的各级扩展模块的第一输入信号仍然保持第一逻辑值，即，扩展模块2202之后的各级扩展模块(例如，扩展模块2203)的地址设定器仍不能根据标识设定命令，设定扩展模块的标识信息。

通过与上述步骤403相同的方式，扩展模块2202的标识信息可以被设置，并且，在扩展模块2202的标识信息被成功设定后，通过步骤405，可以将扩展模块2202的第二输入信号设定为具有第二值，从而使扩展模块2202的下一级扩展模块2203的第一输入信号成为具有第二逻辑值，此时，扩展模块2203的地址设定器221能够根据该标识设定命令来设定扩展模块2202的标识信息，流程回到步骤403，能够对扩展模块2203进行标识信息的设定。

通过上述步骤403-步骤405，能够逐级对各扩展模块的标识信息进行设定。

实施例2

本申请实施例2提供一种可编程逻辑控制器的控制方法，该控制方法用于对实施例1的可编程逻辑控制器进行控制。

图5是本实施例2的控制方法的一个示意图。如图5所示，该控制方法包括：

步骤501、基于经由所述控制信号线接收的第一输入信号，根据经由所述通信线路从所述主模块接收的标识设定命令，设定所述扩展模块的标识信息；

步骤502、根据所述第一输入信号，以及所述扩展模块内部生成的第二输入信号，向与下一级扩展模块连接的控制信号线输出作为所述下一级扩展模块的第一输入信号的输出信号。

如图5所示，该方法还可以包括：

步骤503、对各扩展模块的所述第二输入信号的逻辑值进行设定。

通过本申请的实施例，经由控制信号线向各扩展模块传输具有一位数据的第一输入信号以对各扩展模块进行与标识设定相关的控制，并经由通信线路来传输标识信息，由此，不必使用现有技术中的节点总线和复位信号线，就可以完成对各扩展模块的标识信息的设置，从而降低了产品设计的复杂度，节约了产品成本。

结合本发明实施例描述的可编程逻辑控制器内的各模块可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或二者组合。例如，图2、3中所示的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合，既可以对应于计算机程序流程的各个软件模块，亦可以对应于各个硬件模块。这些硬件模块例如可利用现场可编程门阵列(FPGA)将这些软件模块固化而实现。

软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域已知的任何其它形式的存储介质。可以将一种存储介质耦接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息；或者该存储介质可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该软件模块可以存储在移动终端的存储器中，也可以存储在可插入移动终端的存储卡中。例如，若设备(例如移动终端)采用的是较大容量的MEGA-SIM卡或者大容量的闪存装置，则该软件模块可存储在该MEGA-SIM卡或者大容量的闪存装置中。

针对图2、3描述的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合，可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、分立门或晶体管逻辑器件、分立硬件组件、或者其任意适当组合。针对图2、3描述的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合，还可以实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP通信结合的一个或多个微处理器或者任何其它这种配置。

以上结合具体的实施方式对本申请进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本申请保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本申请的原理对本申请做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本申请的范围内。

Claims (10)

1.一种可编程逻辑控制器，包括：

主模块，以及经由通信线路与所述主模块通信的至少两个扩展模块，

其中，

所述至少两个扩展模块并联于所述通信线路，

所述至少两个扩展模块通过控制信号线逐级串联至所述主模块，

所述扩展模块具有：

地址设定器，其基于经由所述控制信号线接收的第一输入信号，根据经由所述通信线路从所述主模块接收的标识设定命令，设定所述扩展模块的标识信息；以及

扩展控制器，其根据所述第一输入信号，以及所述扩展模块内部生成的第二输入信号，向与下一级扩展模块连接的控制信号线输出输出信号，所述输出信号作为所述下一级扩展模块的第一输入信号。

2.如权利要求1所述的可编程逻辑控制器，其中：

当所述第一输入信号具有第一逻辑值时，所述输出信号具有第一逻辑值；并且

当所述第一输入信号具有第二逻辑值时，所述输出信号的逻辑值与所述第二输入信号的逻辑值相同。

3.如权利要求2所述的可编程逻辑控制器，其中：

当通过所述控制信号线与所述主模块直接连接的所述扩展模块经由所述控制信号线从所述主模块接收的所述第一输入信号具有第一逻辑值时，其它各扩展模块接收的第一输入信号都具有第一逻辑值。

4.如权利要求2所述的可编程逻辑控制器，其中：

当所述第一输入信号具有第一逻辑值时，所述地址设定器将所述标识信息设定为默认标识信息；并且

当所述第一输入信号具有第二逻辑值时，所述地址设定器根据所述标识设定命令，设定所述扩展模块的标识信息。

5.如权利要求4所述的可编程逻辑控制器，其中：

当所述第一输入信号具有第二逻辑值时，所述标识设定命令中具有所述默认标识信息，该标识信息对应的扩展模块的所述地址设定器根据所述标识设定命令设定所述扩展模块的标识信息。

6.如权利要求4所述的可编程逻辑控制器，其中：

所述地址设定器根据所述标识设定命令设定的所述标识信息不同于所述默认标识信息。

7.如权利要求2所述的可编程逻辑控制器，其中，所述扩展模块还包括：

内部信号设定器，当通过所述控制信号线与所述主模块直接连接的所述扩展模块经由所述控制信号线从所述主模块接收的所述第一输入信号具有第一逻辑值时，各扩展模块的所述内部信号设定器将所述第二输入信号设定为具有第一逻辑值。

8.如权利要求7所述的可编程逻辑控制器，其中，

在所述第一输入信号具有第二逻辑值的情况下，所述内部信号设定器根据所述主模块经由所述通信线路发送的内部信号设定命令，将所述第二输入信号设定为第二逻辑值。

9.如权利要求8所述的可编程逻辑控制器，其中，

所述内部信号设定命令中具有所述扩展模块的所述标识信息，该标识信息对应的扩展模块的所述内部信号设定器根据所述内部信号设定命令将所述扩展模块的所述第二输入信号设定为第二逻辑值。

10.一种可编程逻辑控制器的控制方法，所述可编程逻辑控制器包括：

主模块，以及经由通信线路与所述主模块通信的至少两个扩展模块，其中，所述至少两个扩展模块并联于所述通信线路，所述至少两个扩展模块通过控制信号线逐级串联至所述主模块，

所述控制方法包括：

基于经由所述控制信号线接收的第一输入信号，根据经由所述通信线路从所述主模块接收的标识设定命令，设定所述扩展模块的标识信息；以及

根据所述第一输入信号，以及所述扩展模块内部生成的第二输入信号，向与下一级扩展模块连接的控制信号线输出作为所述下一级扩展模块的第一输入信号的输出信号。

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