CN111177061A - 一种plc扩展模块通信方法、plc及计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PLC扩展模块通信方法、PLC及计算机可读存储介质，PLC包含扩展模块管理单元，方法包括：所述扩展模块管理单元与所述扩展模块通信；所述PLC内存中设置第一管理内存区，所述扩展模块管理单元设置第二内存区，所述第一管理内存区与所述第二内存区DMA方式通信。本发明由扩展模块管理单元负责对各个扩展管理模块的管理，同时，在原有的PLC内存中设置管理内存区，在扩展模块管理单元与PLC进行DMA传输时，PLC仍可以进行控制指令的相关处理，能够在挂载多个扩展模块的情况下不影响PLC性能，提高了PLC主机控制的实时性。

Description

一种PLC扩展模块通信方法、PLC及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及工厂自动化领域，尤其是涉及一种PLC扩展模块通信方法、PLC及计算机可读存储介质。
背景技术
PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)作为工业自动化设备的核心控制装置，应用领域非常广泛，PLC通过外接扩展模块扩大IO的数量、扩展模拟量输入输出、温度检测等功能，从而实现更大规模、更广领域的工业控制。
然而，随着扩展模块的增多，PLC与扩展模块的通信占用CPU资源越多，加长了PLC的扫描周期，影响PLC的实时性，降低了PLC性能。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种PLC扩展模块通信方法，能够在挂载多个扩展模块的情况下不影响PLC性能。
本发明还提出一种PLC扩展模块通信方法。
本发明还提出一种PLC。
本发明还提出一种计算机可读存储介质。
第一方面，本发明的一个实施例提供了PLC扩展模块通信方法：所述PLC包含扩展模块管理单元，方法包括：
所述扩展模块管理单元与所述扩展模块通信；
所述PLC内存中设置管理内存区，所述管理内存区与所述扩展模块之间DMA方式通信。
本发明实施例的PLC扩展模块通信方法至少具有如下有益效果：由扩展模块管理单元负责对各个扩展管理模块的管理，同时，在原有的PLC内存中设置第一管理内存区，所述扩展模块管理单元设置第二内存区，所述第一管理内存区与所述第二内存区DMA(DirectMemory Access Control，直接内存访问)方式通信，在扩展模块管理单元与PLC进行DMA传输时，PLC仍可以进行控制指令的相关处理，提高了PLC主机控制的实时性。
根据本发明的另一些实施例的PLC扩展模块通信方法，所述扩展模块管理单元与所述扩展模块通信包括扩展模块检测步骤：
所述扩展模块管理单元依次向所述扩展模块发送预设消息；
所述扩展模块管理单元接收所述扩展模块返回的消息。
进一步地，所述扩展模块管理单元与所述扩展模块通信为SPI通信。
进一步地，还包括步骤：所述扩展模块管理单元向所述PLC内存发送握手信息。
第二方面，本发明的一个实施例提供了一种PLC:包括：
扩展模块管理单元，所述扩展模块管理单元用于执行所述的PLC扩展模块通信方法。
本发明实施例的PLC至少具有如下有益效果：PLC的实时性不受扩展模块数量影响，通信效率高。
根据本发明的另一些实施例的一种计算机可读存储介质，所述计算机可执行指令用于使计算机执行所述的PLC扩展模块通信方法。
附图说明
图1是本发明实施例中一种PLC扩展模块通信方法的一具体实施例流程示意图；
图2本发明实施例中一种PLC扩展模块通信方法的又一具体实施例流程示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，如果涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。如果某一特征被称为“设置”、“固定”、“连接”、“安装”在另一个特征，它可以直接设置、固定、连接在另一个特征上，也可以间接地设置、固定、连接、安装在另一个特征上。
在本发明实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
现有PLC与扩展模块通信的主要特点是，所有扩展模块的数据读取与写入是由PLC主机轮循地与各个扩展模块进行通信完成。当挂接的扩展模块越多，PLC主机与所有模块间进行通讯花费的时间也就越长，并且由于扩展模块的个数增加，通信线路变长，更易受外部干扰影响，造成通信数据丢失等问题，不仅数据无法准确实时传输，并且进一步消耗了PLC的CPU运算资源，使得扩展模块个数与PLC主机间通信的消耗时间呈非线性增长。
参照图1，示出了本发明实施例中一种PLC扩展模块通信方法的流程示意图。
其具体包括步骤：
S100，所述扩展模块管理单元与所述扩展模块通信；
S300，所述PLC内存中设置第一管理内存区，所述扩展模块管理单元设置第二内存区，所述第一管理内存区与所述第二内存区DMA方式通信。
在目前行业的现有技术中，PLC主机直接与扩展模块通信，PLC主机与扩展模块间的数据交互为串行方式，如果由PLC主机完成对扩展模块的数据读写、干扰处理、断线重连等，那么在强干扰等特殊场合，PLC会耗费大量时间用于与扩展模块之间发送握手消息等确认网络连接状态的通信，造成PLC的扫描周期变长，实时性能降低。
本实施例中，采用了功能与数据分别管理的方式，在PLC中增加扩展模块管理单元，由扩展模块管理单元负责对各个扩展管理模块的管理。PLC将控制指令发送给扩展模块管理单元，再由扩展模块管理单元输出到扩展模块的IO口，控制相关设备。同时，PLC内存中设置第一管理内存区，扩展模块管理单元设置第二内存区，所述第一管理内存区与所述第二内存区DMA方式通信。DMA方式能够不受CPU的干涉而进行数据传输，即使在扩展模块管理单元与PLC进行DMA传输时，PLC仍可以进行控制指令的相关处理，因此，通过本发明实施例，PLC扩展模块的数量的增加，不会影响PLC主机的通信速度，PLC主机控制的实时性大大增加，扩展模块管理单元可以采用普通的单片机，对PLC的制造成本影响较低。
参照图2，在另一个实施例中，包括步骤：
S110，扩展模块管理单元依次向扩展模块发送预设消息；
上电后，扩展模块管理单元先检测已经挂接的扩展模块，获取挂接的扩展模块个数和类型，该过程由扩展模块管理单元通过SPI通信将预设的数据帧格式发送到扩展模块，扩展模块管理单元逐个打开扩展模块的片选引脚，选择与之通信的模块。
S120，扩展模块管理单元接收扩展模块返回的应答消息；
扩展模块接收到数据帧后，会返回自身的类型等信息。
S200，扩展模块管理单元与PLC主机握手；
扩展模块管理单元获取扩展模块类型等信息后，会定时向PLC主机发送握手请求，直至PLC主机上电初始化完成，并正确的返回握手信息；
S300，PLC内存中设置管理内存区，所述管理内存区与所述扩展模块之间DMA方式通信；
扩展模块管理单元通过SPI DMA功能，将获取的扩展模块信息不停的发送到PLC主机，PLC主机接收到模块信息后，将扩展模块的输入滤波、采样频率等控制指令，发送给扩展模块管理单元。
S130，扩展模块管理单元与扩展模块通信。
扩展模块管理单元控制指令发送到扩展模块的IO口，具体的，扩展管理单元与扩展模块通信为SPI通信。
本发明实施例中还包括一种PLC，包括：
扩展模块管理单元，所述扩展模块管理单元用于执行所述的PLC扩展模块通信方法，进一步地，所述扩展模块管理单元包括STM32芯片及其外围电路。
本发明实施例中还包括一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行所述的PLC扩展模块通信方法。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (7)

1.一种PLC扩展模块通信方法，所述PLC包含多个扩展模块，其特征在于，所述PLC包含扩展模块管理单元，方法包括：
所述扩展模块管理单元与所述扩展模块通信；
所述PLC内存中设置第一管理内存区，所述扩展模块管理单元设置第二内存区，所述第一管理内存区与所述第二内存区DMA方式通信。
2.根据权利要求1所述的一种PLC扩展模块通信方法，其特征在于，所述扩展模块管理单元与所述扩展模块通信包括扩展模块检测步骤：
所述扩展模块管理单元依次向所述扩展模块发送预设消息；
所述扩展模块管理单元接收所述扩展模块返回的消息。
3.根据权利要求1所述的一种PLC扩展模块通信方法，其特征在于，所述扩展模块管理单元与所述扩展模块通信为SPI通信。
4.根据权利要求1所述的一种PLC扩展模块通信方法，其特征在于，其特征在于，还包括步骤：所述扩展模块管理单元向所述PLC内存发送握手信息。
5.一种PLC，其特征在于，包括：
扩展模块管理单元，所述扩展模块管理单元用于执行如权利要求1至4任一项所述的PLC扩展模块通信方法。
6.根据权利要求5所述的一种PLC，其特征在于，所述扩展模块管理单元包括STM32芯片及其外围电路。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1至4任一项所述的PLC扩展模块通信方法。
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