CN201804245U - 一种基于无线技术的可编程逻辑控制系统和可编程逻辑控制模块 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种基于无线技术的可编程逻辑控制系统，包括一个可编程逻辑控制模块、一个存储有数据的第一设备，其特征在于：所述第一设备连接到第一无线模块，所述第一无线模块用于发送所述数据；所述可编程逻辑控制模块连接到一第二无线模块，所述第二无线模块用于接收第一无线模块发送的数据，并将其进一步传输至所述可编程逻辑控制模块，本实用新型还提供了一种基于无线技术的可编程逻辑控制模块，通过本实用新型提供的可编程逻辑控制系统和可编程逻辑控制模块，可以省去编程电缆来实现设备与PLC模块间的数据下载、调试等操作，而且，在使用Zigbee等技术时，还可以同时与数台PLC模块间实现数据下载、调试等操作，节省了时间成本和电缆设备成本。

Description

一种基于无线技术的可编程逻辑控制系统和可编程逻辑控制模块
技术领域
本实用新型涉及一种可编程逻辑控制系统，尤其涉及一种基于无线技术的可编程逻辑控制系统和可编程逻辑控制模块。
背景技术
可编程逻辑控制器(Programmable logic Controller，简称PLC)，是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
用户在将编写好的程序从个人电脑(简称PC机)导入到PLC时，往往需要专门的编程电缆，图1示出了现有技术中的一种编程电缆90，其中一端91连接到PLC串口，另一端92连接到PC机串口。
由于该种编程电缆通常只具有一个连接PLC串口的端口，如果需要将同一PC机内的程序导入到多台PLC时，则需要分次进行。而且，通常该编程电缆与PLC配套使用，如果需要将程序导入到其他品牌或者其他型号的PLC时，则需要更换与之对应的编程电缆。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种基于无线技术的可编程逻辑控制系统，可以在无需编程电缆的情况下，对可编程逻辑控制模块进行程序下载、调试等操作。
本实用新型的另一目的在于，提供一种基于无线技术的可编程逻辑控制模块，可以通过无线技术实现与其他设备的数据通讯。
为实现上述目的，本实用新型提出了一种基于无线技术的可编程逻辑控制系统，包括一个可编程逻辑控制模块、一个存储有数据的第一设备，所述第一设备连接到第一无线模块，所述第一无线模块用于发送所述数据；所述可编程逻辑控制模块连接到一第二无线模块，所述第二无线模块用于接收第一无线模块发送的数据，并将其进一步传输至所述可编程逻辑控制模块。
优选地，所述第一设备为个人电脑(PC机)、嵌入式主机或工控机，从而可以在工业环境下使用，尤其是，使用个人电脑来进行程序下载、调试等操作尤为有利。
优选地，所述可编程逻辑控制模块(PLC模块)为模块通用逻辑控制模块、程序存储模块、数字量输入模块或数字量输出模块，可以满足不同模块的不同功能需求。
优选地，所述第一和第二无线模块为蓝牙模块、无线局域网模块或紫蜂(Zigbee)模块。当所述无线模块为Zigbee模块时，其效果尤为突出，具有安装容易、短距离通信、数据传输可靠而且可以支持中继等优点，可以与其他连接有无线模块的PLC模块组成一个无线网络。
优选地，所述第一无线模块通过第一接口模块与所述第一设备连接，举例来说，所述第一接口模块为USB模块，对于PC机等设备，USB端口较为普遍，使用USB端口可以比较方便地与不同的PC机进行连接。
另外，所述第一无线模块也可以内置在所述第一设备内，以此种连接方式实现其功能。
对于PLC模块而言，所述第二无线模块可以通过第二接口模块与所述PLC模块连接，举例来说，所述第二接口模块可以为DB9接口模块。
另外，所述第二无线模块也可以内置在所述PLC模块内，以此种连接方式实现其功能。
本实用新型还提供了一种可编程逻辑控制模块，所述可编程逻辑控制模块连接有一个无线模块，所述无线模块用于收发数据，并与所述的可编程逻辑控制模块传输所述数据。这样，在与其他同样具有无线模块的设备进行数据通讯时，便可以无需编程电缆等设备。
优选地，所述无线模块为蓝牙模块、无线局域网模块或紫蜂(Zigbee)模块。尤其可以为Zigbee模块，利用Zigbee技术实现无线数据通讯。
通过本实用新型提供的PLC系统和PLC模块，可以省去编程电缆来实现设备与PLC模块间的数据下载、调试等操作，而且，在使用Zigbee等技术时，第一设备还可以同时与数台PLC模块间实现数据下载、调试等操作，节省了时间成本和电缆设备成本。
附图说明
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。
其中，
图1是现有技术中的编程电缆示意图；
图2是本实用新型提供的一种可编程逻辑控制系统实施例的示意图；
图3是本实用新型提供的一种无线模块与接口模块的连接示意图；
图4是作为一种无线模块的Zigbee模块结构示意图；
图5是本实用新型中一种可编程逻辑控制系统实施例的示意图，其可以支持路由；
图6是本实用新型中一种PLC模块的结构示意图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
如图2所示，本实用新型提供了一种基于无线技术的可编程逻辑控制系统实施例，该系统包括有一第一设备4、至少一个PLC模块(21、22、23)以及分别通过接口模块连接第一设备和PLC模块的无线模块(31、32、33、34)，通过无线技术实现第一设备和PLC模块之间的无线通讯。
举例来说，无线模块则可以是蓝牙模块、无线局域网WiFi模块和Zigbee模块等等。目前，市场上的无线通讯方式主要有蓝牙、无线局域网WiFi等方式，虽然蓝牙具有带宽高的优点，但通讯距离短、不能组网、功耗大、实现复杂；无线局域网WiFi具有带宽较高的优点，但通讯距离较短、功耗很大、实现非常复杂，而且无线局域网WiFi和蓝牙都不能适用于长时间运行的场合。
Zigbee(紫蜂技术)是一种新的短距离无线通讯技术，具有成本低、体积小和功耗低的优点，其工作在三个频段，它们分别是868MHz、915MHz和2.4GHz。其中2.4GHz为全球通用的工业、科学、医学(ISM)频段，在该频段上数据传输速率为250kbps，在此频段上组建无线个人区域网(WPAN)，具有安装容易，短距离通信，数据传输可靠等优点，是组建无线传感网络的首选技术之一。
第一设备可以是PC机、嵌入式主机、工控机等等，PLC模块可以是通用逻辑控制模块、程序存储模块、数字量输入模块、数字量输出模块等等。
以下以第一设备为PC机、无线模块为Zigbee模块为例对本实用新型进行说明，本领域技术人员理解，PC机之外的其他第一设备和Zigbee模块之外的其他无线模块也可以适用到以下诸实施例中。
具体来说，可以通过PC机的USB接口将Zigbee模块连接到PC机上，同时，PLC模块上也通过接口模块外接有Zigbee模块，利用Zigbee技术实现PC机和PLC模块的无线通讯，完成程序下载或者调试等功能。
如图3所示，可以将无线模块10(比如为Zigbee模块)和接口模块50设计为一体，形成一个独立的外接无线装置5(此处便为外接Zigbee装置)，通过无线模块10收发数据，通过接口模块50与第一设备或PLC模块上的对应接口的配合，实现与第一设备或者PLC模块的外部连接。
对于PC机而言，可以设计一具有USB端口的外接Zigbee装置，即同时兼有Zigbee模块和接口模块(此处的接口模块为USB模块)，这样便可以通过PC机的USB Host接口高效快捷的扩展出Zigbee/802.15.4无线网络的通信功能。
举例而言，所述USB模块可以是采用型号为C8051F320的USB转换芯片，用于接收Zigbee模块发送的数据并将接收到的数据进行USB协议转换，然后发送到PC机的USB接口，该芯片也是用于接收PC机通过USB接口发送的数据或者命令并将其发送给Zigbee模块的USB转换芯片。
所述PC机用于驱动USB模块，并存储有PLC所需数据，此处的存储数据应理解为通过其内置硬件存储数据，或者虽然数据存储在PC机外的外部存储设备内，但是PC机可以读取外部存储设备内的数据。PC机可以通过USB模块将该数据(比如程序)使用Zigbee模块发送至相关PLC的Zigbee模块上。在实践中，PC机可以与公共移动电话网或以太网相联。
举例而言，所述Zigbee模块可以采用型号为CC2430的射频芯片，用于接收和发送Zigbee无线网络中的数据，比如需要进行下载的程序等。而Zigbee无线网络是符合Zigbee无线通信协议的无线通讯网络。
Zigbee模块用以实现嵌入式Zigbee应用的片上系统，支持(但不限于仅支持)2.4GHzIEEE 802.15.4协议。如图4所示，所述Zigbee模块10包括：微控制器102、与微控制器相连的用于连接射频天线的Zigbee射频前端104和内存。微控制器使用一个8位的8051MCU内核109，并具备128KB闪存107和8KB RAM108，另外，还包含模数转换器(ADC)，若干个定时器、AES-128协同处理器、看门狗定时器、32kHz晶振的休眠模式定时器、上电复位电路、掉电检测电路，以及21个可编程I/O引脚。该芯片采用0.18微米CMOS工艺生产，工作时的电流损耗为27rnA，采用8脚QLP封装。它可用于各种Zigbee无线网络节点，包括协调器、路由器和终端设备等。
连接到PLC模块上的外接Zigbee装置，包括Zigbee模块和与PLC模块接口相适应的接口模块，比如，对于西门子公司的PLC S200系列产品而言，此处的接口模块则是与其PLC S200相适应的DB9串口，利用该串口将Zigbee模块连接到PLC模块上。
当然，除了使用PC机上的USB接口之外，还可以通过PC机上的其他接口，实现与Zigbee模块的连接，比如通过COM口等等，即，此时的外接Zigbee装置的接口模块则相应地为COM口等等。
在另一实施例中，可以将Zigbee模块集成至PC机内部，无需通过USB即可实现与PLC上的Zigbee模块的通讯。
在又一实施例中，也可以将Zigbee模块集成至PLC内部，无需再外接专门的Zigbee模块，便可以与PC机上的Zigbee模块或者其他PLC上的Zigbee模块进行通讯。
现在介绍本实用新型所提供的一种基于Zigbee技术的PLC系统的工作过程，以外接Zigbee装置为例，将各Zigbee模块通过接口模块接入到相应设备上后，Zigbee模块上电启动，加入Zigbee无线网络。当成功加入网络后，PC机通过USB模块发送程序，当Zigbee模块接收到USB模块通过串口发送过来的命令或数据(如PLC程序)时，将产生中断信号，并将接收的命令或数据发送到Zigbee无线网络。与PLC模块相连的Zigbee装置等待Zigbee无线网络发送的数据，当有数据发送到Zigbee模块时，与PLC模块相连的Zigbee模块产生中断信号，并通过串口将接收到的数据发送给PLC模块。
尤其是，当需要同时向两个或者两个以上的PLC模块下载程序时，通过Zigbee网络，可以实现在线同时下载、调试的功能，而无需对各PLC模块逐一下载、调试，也省去了需配置与各PLC模块相应的编程电缆，节省了时间成本和编程电缆成本。
而且，尤其对于Zigbee技术而言，还具有路由的功能，如图5所示，当外接有Zigbee模块34的PC机4与外接有Zigbee模块(31，33)的多个PLC模块(21，23)之间组成一个网络时，尽管PLC模块23距离PC机4较远，无法实现直接通信，同样可以借助于路由功能，通过中间的PLC模块21实现与较远距离的PC机4之间的通信，从而可以进行这种较远距离的程序下载、调试工作。
如图6所示，本实用新型还提供了一种内置有无线模块10的PLC模块6，而该无线模块10用于收发数据。
这样的无线模块可以是蓝牙模块、无线局域网模块或Zigbee模块。比如，当该无线模块为Zigbee模块时，可以通过一定的接口与PLC模块中的接口连接，从而内置在PLC模块中，比如通过UART接口内置在西门子公司的LOGO！PLC模块中。
虽然上述以Zigbee技术这一优选实施例来说明本实用新型，但是，对于Zigbee技术之外的其他无线网络技术也可以实现本实用新型目的，比如蓝牙技术和无线局域网WiFi等等其他技术。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (12)

1.一种基于无线技术的可编程逻辑控制系统，包括一个可编程逻辑控制模块、一个存储有数据的第一设备，其特征在于：所述第一设备连接到第一无线模块，所述第一无线模块用于发送所述数据；所述可编程逻辑控制模块连接到一第二无线模块，所述第二无线模块用于接收第一无线模块发送的数据，并将其进一步传输至所述可编程逻辑控制模块。
2.如权利要求1所述的可编程逻辑控制系统，其特征在于，所述第一设备为个人电脑、嵌入式主机或工控机。
3.如权利要求1所述的可编程逻辑控制系统，其特征在于，所述可编程逻辑控制模块为模块通用逻辑控制模块、程序存储模块、数字量输入模块或数字量输出模块。
4.如权利要求1所述的可编程逻辑控制系统，其特征在于，所述第一和第二无线模块为蓝牙模块、无线局域网模块或紫蜂模块。
5.如权利要求1所述的可编程逻辑控制系统，其特征在于，所述第一无线模块通过第一接口模块与所述第一设备连接。
6.如权利要求5所述的可编程逻辑控制系统，其特征在于，所述第一接口模块为USB模块。
7.如权利要求1所述的可编程逻辑控制系统，其特征在于，所述第一无线模块内置在所述第一设备内。
8.如权利要求1所述的可编程逻辑控制系统，其特征在于，所述第二无线模块通过第二接口模块与所述可编程逻辑控制模块连接。
9.如权利要求8所述的可编程逻辑控制系统，其特征在于，所述第二接口模块为DB9接口模块。
10.如权利要求1所述的可编程逻辑控制系统，其特征在于，所述第二无线模块内置在所述可编程逻辑控制模块内。
11.一种可编程逻辑控制模块，其特征在于，所述可编程逻辑控制模块连接有一个无线模块，所述无线模块用于收发数据，并与所述的可编程逻辑控制模块传输所述数据。
12.如权利要求11所述的可编程逻辑控制模块，其特征在于，所述无线模块为蓝牙模块、无线局域网模块或紫蜂模块。
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