CN114326529A - 远程io终端模块工业自动化控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用于远程IO主机与从机之间多机协同工业自动化控制系统技术领域，提供了远程IO终端模块工业自动化控制系统，远程IO终端模块工业自动化控制系统中的主机自带级联通信接口，并可通过该级联通信接口实现与其他主机的级联，不再需要额外配置交换机以及连接到交换机，连接使用更为便捷，成本更低。总线控制通信接口模块与从机连接，用于与从机交互数据，从而实现与从机的通信。主机还配置有I/O接口模块，该I/O接口模块中的I/O接口在需要通过I/O接口实现相应功能时不再需要额外配置扩展模块，进一步提升了主机使用的便捷性，并可进一步降低主机的使用成本。

Description

远程IO终端模块工业自动化控制系统

技术领域

本发明属于远程IO主机与从机之间多机协同工业自动化控制系统技术领 域，尤其涉及远程IO终端模块工业自动化控制系统。

背景技术

随着信息化和现场控制技术的发展，远程IO终端模块正在向网络化发展， 控制模块功能不断增强，多模块协同自动化需求日益增长。目前，控制设备之 间通信已经成为常态，分立设备常用的通讯方式是RS422或RS485，该方式接 线不方便、速率低；现在有些设备新增加了网口扩展接口，采用该方式接线方 便、速率高，但是成本高；随着信息化的发展，工业控制现场的数据都需要采 集到PC系统，因此产线设备需要与PC之间通讯，完成采集和监控。随着网络 总线的推广，支持该以太网总线的设备已经比较丰富，因此控制系统的总线化 趋势已经形成，许多工业控制设备厂家推出了各自的总线型产品，目前当需要 主机之间通讯的时候，就需要将多个远程主机连接到交换机，布线及使用极不 方便，且还需额外购置和配置交换机，成本高。

发明内容

本发明提供远程IO终端模块工业自动化控制系统，旨在解决现有主机主机 使用不方便且使用、维护成本高的问题。

本发明是这样实现的，远程IO终端模块工业自动化控制系统，包括主机和 从机，以及分别与所述主机连接的级联通信接口模块和总线控制通信接口模块；

所述级联通信接口模块与上一级主机和/或下一级主机上的级联通信接口 通信连接，用于接收上一级主机发送的第一数据和/或向上一级主机发送第二数 据；以及用于接收下一级主机发送的第三数据和/或向下一级主机发送第四数 据；

所述总线控制通信接口模块与从机连接，用于与所述从机交互第五数据。

优选的，还包括I/O接口模块，所述I/O接口模块包括与控制器连接的I/O 接口电路，以及与所述I/O接口电路连接的I/O接口。

优选的，所述级联通信接口模块包括具有路由功能的至少两个网络接口， 分别为第一网络接口和第二网络接口，其中：

所述第一网络接口用于在所述主机不是级联链路中的第一个主机时，与上 一级主机的所述第二网络接口通信连接；

所述第二网络接口用于在所述主机不是级联链路中的最后一个主机时，与 下一级主机的所述第一网络接口通信连接。

优选的，所述总线控制通信接口模块包括EtherCAT接口，所述EtherCAT 接口与至少一个所述从机连接，用于与所述从机交互第五数据。

优选的，所述主机还包括与控制器连接的配置通信接口，所述配置通信接 口与服务器或上位机连接，用于接收或下载配置数据和/或调试数据；和/或所述 配置通信接口与上位信息系统连接，用于向上位信息系统发送现场数据。

优选的，所述配置通信接口为千兆网接口。

优选的，所述I/O接口模块包括至少两组I/O接口，所述I/O接口电路包括 与所述两组I/O接口分别连接的高速I/O接口电路。

优选的，所述I/O接口模块包括两组I/O接口，所述I/O接口电路包括与其 中一组I/O接口连接的高速I/O接口电路，以及与另一组I/O接口连接的差分编 码器输入电路。

一种远程IO终端模块，包括多个如上所述的主机，多个所述主机通过各自 的级联通信接口模块实现级联。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的远程IO终端模块工业 自动化控制系统通过主机级联通信接口模块和IO模块以及从机的总线控制 通信接口模块，使整个系统容易维护，减少对工业控制系统的影响，方便工 业控制模块的管控，同时减少从机IO模块故障对系统的影响，以解决现有 技术中由于分立部件对系统不统一，影响系统的管控，同时减少故障的从机 对系统的影响，并使整个控制系统简单，维护方便。

IO终端模块的主机自带级联通信接口，并可通过该级联通信接口实现与 其他主机的级联，不再需要额外配置交换机以及连接到交换机，连接使用更 为便捷，成本更低。

总线控制通信接口模块与从机连接，用于与从机交互数据，从而实现与 从机的通信。

主机还配置有I/O接口模块，该I/O接口模块中的I/O接口在需要通过I/O 接口实现相应功能时不再需要额外配置扩展模块，进一步提升了主机使用的便 捷性，并可进一步降低主机的使用成本。

附图说明

图1为本实施例提供的远程IO终端模块的主机结构示意图；

图2为本实施例提供的远程IO终端模块的主机的面板示意图；

图3为本实施例提供的远程IO终端模块的主机级联示意图；

图4为本实施例提供的远程IO终端模块的主机与上位机或服务器连接的示 意图；

图5为本实施例提供的远程IO终端模块的主机的I/O接口连接示意图；

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。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：远程IO终端模块工业自动化 控制系统，包括主机和从机，以及分别与主机连接的级联通信接口模块和总 线控制通信接口模块；

级联通信接口模块与上一级主机和/或下一级主机上的级联通信接口通 信连接，用于接收上一级主机发送的第一数据和/或向上一级主机发送第二 数据；以及用于接收下一级主机发送的第三数据和/或向下一级主机发送第 四数据；

总线控制通信接口模块与从机连接，用于与从机交互第五数据。

一种远程IO终端模块，应用远程IO终端模块工业自动化控制系统，包括 多个如上的主机，多个主机通过各自的级联通信接口模块实现级联。该主机具 有功能集成度更高，使用更为便捷，成本更低等优点。

为了便于理解，下面对该主机进行示例说明。本实施例中的主机参见图1 所示：

主机包括但不限于控制器、分别与控制器连接的级联通信接口模块、总线 控制通信接口模块以及I/O接口模块；

其中，控制器可以通过但不限于CPU、MCU、FPGA等器件实现。

在本实施例中，级联通信接口模块与上一级主机和/或下一级主机上的级联 通信接口通信连接，用于接收上一级主机发送的第一数据和/或向上一级主机发 送第二数据；以及用于接收下一级主机发送的第三数据和/或向下一级主机发送 第四数据；也即本实施例中的主机自带级联通信接口，并可通过该级联通信接 口实现与其他主机的级联，不再需要额外配置交换机以及连接到交换机，组网 更为简单，且连接使用更为便捷，使用成本更低。应当理解的是，本实施例中 级联通信接口模块包括的级联接口的个数以及具体采用的级联接口的类型可以 灵活设置。

总线控制通信接口模块包括EtherCAT接口，EtherCAT接口与至少一个从 机连接，用于与从机交互第五数据。

还包括I/O接口模块，I/O接口模块包括与控制器连接的I/O接口电路，以 及与I/O接口电路连接的I/O接口，I/O接口模块包括至少两组I/O接口，I/O 接口电路包括与两组I/O接口分别连接的高速I/O接口电路。

在本实施例中，I/O接口模块包括的至少两组I/O接口中，可以在主机上设 置多排I/O接口，一排I/O接口对应一组I/O接口，也可将该至少两组I/O设置 为一排。在本实施例中的另一些示例中，I/O接口模块也可包括三组I/O接口、 四组I/O接口等，具体可根据需求灵活设置。在本实施例的一些示例中，设置 的多组I/O接口中，各组I/O接口包括的接口数可以相同，也可不同，或部分 相同，部分不同。且具体的I/O接口数可以根据应用需求灵活设置。例如可以 设置至少一组I/O接口包括8个、16个或32个I/O接口。

还包括I/O接口模块，I/O接口模块包括与控制器连接的I/O接口电路，以 及与I/O接口电路连接的I/O接口，I/O接口模块包括两组I/O接口，I/O接口 电路包括与其中一组I/O接口连接的高速I/O接口电路，以及与另一组I/O接口 连接的差分编码器输入电路。

例如，在本实施例的一种应用场景中，可以在PLC主机的面板的右侧设置 有两组I/O接口，每组I/O接口具有32点。一组I/O接口可以配置成通用的高 速IO(也可以复用为单端脉冲输出，单端编码器输入)；另一组I/O接口配置成 带差分编码器输入功能(可以做差分编码器计数，高速比较，高速锁存等功能)。 这种设置方式与市场上现有的总线型(基本不带IO，需要接扩展模块)相比，要 想实现同样的配置，性价比高。

可选地，本实施例中的远程IO终端模块主机还可包括与控制器连接的配置 通信接口，该配置通信接口可与服务器或上位机连接，用于接收或下载配置数 据和/或调试数据；和/或，配置通信接口与上位信息系统连接，用于向所述上位 信息系统发送现场数据。本实施例中的配置通信接口的类型也可灵活设置，例 如一种示例中，该配置通信接口的可以配置为但不限于千兆网接口。一些应用 示例中，该千兆网接口可用来与上位计算机通讯，其实现可功能可包括但不限 于以下两个方面：在程序编写、调试阶段，与上位计算机连接，在程序下载、 调试时，传输速度快，用户体验好；与目前市场上相比，在使用的时候布线方 便、通讯速率高、成本低；通过高速IO实现硬件级的高速锁存、高速比较输出， 实现更高精度的控制。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体 意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者 装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括 为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下， 由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、 物品或者装置中还存在另外的相同要素。上述本发明实施例序号仅仅为了描述， 不代表实施例的优劣。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清 楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现， 当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解， 本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的 形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、 光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空 调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。上面结合附图对本 发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述 的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在 本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可 做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明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 的保护范围之内。

Claims (9)

1.远程IO终端模块工业自动化控制系统，其特征在于：包括主机和从机，以及分别与所述主机连接的级联通信接口模块和总线控制通信接口模块；

所述级联通信接口模块与上一级主机和/或下一级主机上的级联通信接口通信连接，用于接收上一级主机发送的第一数据和/或向上一级主机发送第二数据；以及用于接收下一级主机发送的第三数据和/或向下一级主机发送第四数据；

所述总线控制通信接口模块与从机连接，用于与所述从机交互第五数据。

2.如权利要求1所述的远程IO终端模块工业自动化控制系统，其特征在于：还包括I/O接口模块，所述I/O接口模块包括与控制器连接的I/O接口电路，以及与所述I/O接口电路连接的I/O接口。

3.如权利要求1所述的远程IO终端模块工业自动化控制系统，其特征在于：所述级联通信接口模块包括具有路由功能的至少两个网络接口，分别为第一网络接口和第二网络接口，其中：

所述第一网络接口用于在所述主机不是级联链路中的第一个主机时，与上一级主机的所述第二网络接口通信连接；

所述第二网络接口用于在所述主机不是级联链路中的最后一个主机时，与下一级主机的所述第一网络接口通信连接。

4.如权利要求1所述的远程IO终端模块工业自动化控制系统，其特征在于：所述总线控制通信接口模块包括EtherCAT接口，所述EtherCAT接口与至少一个所述从机连接，用于与所述从机交互第五数据。

5.如权利要求1所述的远程IO终端模块工业自动化控制系统，其特征在于：所述主机还包括与控制器连接的配置通信接口，所述配置通信接口与服务器或上位机连接，用于接收或下载配置数据和/或调试数据；和/或所述配置通信接口与上位信息系统连接，用于向上位信息系统发送现场数据。

6.如权利要求5所述的远程IO终端模块工业自动化控制系统，其特征在于：所述配置通信接口为千兆网接口。

7.如权利要求2所述的远程IO终端模块工业自动化控制系统，其特征在于：所述I/O接口模块包括至少两组I/O接口，所述I/O接口电路包括与所述两组I/O接口分别连接的高速I/O接口电路。

8.如权利要求2所述的远程IO终端模块工业自动化控制系统，其特征在于：所述I/O接口模块包括两组I/O接口，所述I/O接口电路包括与其中一组I/O接口连接的高速I/O接口电路，以及与另一组I/O接口连接的差分编码器输入电路。

9.一种远程IO终端模块应用权利要求1-8中任一项远程IO终端模块工业自动化控制系统，其特征在于：包括多个如上所述的主机，多个所述主机通过各自的级联通信接口模块实现级联。

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