CN202057995U - 一种plc数据记录模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种PLC数据记录模块，包括微控制器、RS232驱动电路、扩展总线接口和电源，所述的电源向数据记录模块的各元件和功能电路供电，所述的RS232驱动电路和扩展总线接口分别接微控制器中，所述的微控制器集成有可以存储程序和数据记录的Flash存储器。本实用新型通过扩展总线接口与PLC连接，构建数据记录平台；RS232驱动电路实现数据记录模块与PC机的连接进行数据交换，记录的数据可以通过与PC连接的电缆，上载到PC机，进行数据的后期处理。数据记录模块的微控制器的Flash存储器，可以实时存储需要保存的数据。本实用新型数据记录的速度快，实时性好，成本较低廉。

Description

一种PLC数据记录模块

[技术领域]

本实用新型涉及可编程逻辑控制器，尤其涉及一种PLC数据记录模块。

[背景技术]

传统意义上的PLC(可编程逻辑控制器)系统并不是为数据记录应用而设计的，为了满足数据保存的需求，需要借助于连接标准的计算机到PLC系统来填补这一空白，这样一来，就需要加入在原来的系统上添加额外的硬件和软件模块，从而使得在原本狭小的工作区往往难于构建、调试和维护复杂系统的。

目前一些主流PLC生产厂家推出的数据记录模块主要有两大类：一是采用通讯接口与PLC进行连接，PLC通过对外通讯接口将需要保存的数据下发给数据记录模块，从而实现数据记录，这些记录模块基本上都是独立于PLC系统，数据记录的速度较慢，实时性较差，难以满足高速记录的实时性要求，而且通常成本较高；另一类是专门针对某些特定行业应用的数据记录模块，如车载驾驶记录仪、轮船驾驶记录仪、起重机运行记录仪，这一类通常满足所属行业数据记录要求，但是都属于定制产品，通用性不强，且通常自带数据采集功能，独立于PLC系统，附加的数据采集功能提高了产品的成本。

[发明内容]

本实用新型要解决的技术问题是提供一种数据记录的速度较快，实时性较好，成本较低的PLC数据记录模块。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种PLC数据记录模块，包括微控制器、RS232驱动电路、扩展总线接口和电源，所述的电源向数据记录模块的各元件和功能电路供电，所述的RS232驱动电路和扩展总线接口分别接微控制器中，所述的微控制器集成有可以存储程序和数据记录的Flash存储器。

以上所述的PLC数据记录模块，所述的微控制器是32位基于ARM7TDMI的TMS470单片机。

以上所述的PLC数据记录模块，所述的电源是低压差线性稳压器。

以上所述的PLC数据记录模块，所述的扩展总线接口是128宏单元的CPLD。

以上所述的PLC数据记录模块，所述的RS232驱动电路是光电隔离的RS232驱动电路。

以上所述的PLC数据记录模块，包括LED指示电路，所述的LED指示电路接微控制器的扩展IO口。

以上所述的PLC数据记录模块，包括扩展存储器，所述的扩展存储器通过I2C接口与所述的微控制器连接。所述的扩展存储器是电可擦写可编程只读存储器。

本实用新型PLC数据记录模块通过扩展总线接口与PLC连接，构建数据记录平台；RS232驱动电路实现数据记录模块与PC机的连接进行数据交换，记录的数据可以通过与PC连接的电缆，上载到PC机，进行数据的后期处理。；数据记录模块的微控制器集成有可以存储程序和数据记录的Flash存储器，可以实时存储需要保存的数据。本实用新型数据记录的速度快，实时性好，成本较低廉。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型实施例PLC数据记录模块的原理框图。

图2是本实用新型实施例PLC数据记录模块与PLC连接的示意图。

[具体实施方式]

本实用新型PLC数据记录模块实施例的结构原理如图1所示，数据记录模块硬件部分包括：LDO电路、LED电路、CPU、RS232驱动电路、扩展存储器和扩展总线接口。

LDO电路为电源部分，为整个数据记录模块提供工作电压。

CPU采用TI公司的32位基于ARM7TDMI的TMS470微控制器单片机。TMS470是德州仪器基于ARM公司的定点和浮点内核的32位工业、汽车微控制器。其汽车级TMS470拥有了一系列性能、存储空间、外设不等的产品，广范地用于汽车安全气囊(Airbag)、防暴死刹车(ABS)、电子稳定装置(ESP)、电动助力方向盘、高级驾驶辅助和其它汽车电控单元。

德州仪器作为ARM公司最大的授权用户，在ARM7内核的基础上加入如下增强型特性：

1、加速器帮助存储在FLASH中的32位指令代码能够在最高时钟下运行；

2、60MHZ HET协处理器具有多达32个专用端口可用于实现捕获、比较、PWM及复杂定时等功能，它无须ARM7 CPU干预就可同时控制一个三相电机，两组步进电机，声码器，8通道PWM输出，8路计数器，8路周期计数器，ADC中断等；

3、高性能16通道DMA控制器可以与CPU并行工作，在存储器最大的寻址范围内，包括外设，传输数据而不影响系统性能；

4、16通道，625Ksps，10位多重缓冲ADC拥有64字采样FIFO缓冲器，可以最大限度地减少CPU对ADC的处理；

5、高端CAN控制器具有32组信息对象及32组用于挑选接收信息的接收器标示符掩码。硬件判错以确保在噪声环境里正确传输数据而无须CPU介入；

6、通讯端口支持5组I2C，5组SPI，3个CAN控制器，3个UART，94个GPIO，1个JI850及外部MEMORY总线扩展。

TMS470的运行频率60M赫兹，片内集成32K*16bits的RAM和512K*16bits的Flash存储器(闪存)，集成的Flash存储器(闪存)兼作程序存储器和数据记录存储器，其中数据记录存储空间接近1M字节，可以存储5800条历史纪录。

扩展总线接口电路采用LC4128V，LC4128V是LATTICE公司的128宏单元的CPLD(复杂可编程逻辑器件)，实现PLC系统扩展总线与数据记录模块的CPU总线之间的转换，采用并行通讯方式，数据记录模块与PLC之间数据交换速度可达每秒400K字节。

RS232驱动电路采用光电隔离方式，实现数据记录模块与PC机之间的接口，数据记录模块可以通过连接电缆与PC机的RS232接口联结，在PC机上运行专用软件读取数据记录模块中存储的数据并形成Excel表格。

LED指示电路与CPU的扩展IO口相连，提供数据记录模块的电源状态、运行状态以及故障显示。

扩展存储器采用24LC128，24LC128是128k串行EEPROM(电可擦写可编程只读存储器)，存储容量为16K字节，通过I2C接口与数据记录模块的CPU连接，用来存储数据记录模块的设置参数。

本实施例优点和积极效果如下：

1、采用PLC扩展总线接口，实现与PLC之间的高速数据交换，速度可达400K字节/秒；

2、与PLC系统高度集成，可以通过PLC的指令记录PLC的数字/模拟量的输入输出，通过PLC编程实现数据记录功能，方式灵活，可以满足各种数据记录需求；

3、数据记录模块采用单板式结构，所有硬件电路集成在一块电路板上，体积小巧，抗震性能良好；

4、采用CPU内部Flash存储数据，存储空间接近1M字节，最高可记录5800条历史记录，数据存储高达200K字节/秒。

如图2所示，数据记录模块通过扩展总线接口与MC200系列PLC连接，构建数据记录平台，在MC200中编程实现对PLC的I/O状态和A/D状态的改变进行实时记录，记录内容包括PLC的I/O状态和A/D状态当前值和时间。PLC状态的数据记录为设备控制系统的故障诊断和分析处理提供了有力依据。

用户使用数据写入指令，将故障数据、故障操作状态、A/D当前状态发送给数据记录模块，数据记录模块收到数据后，擦除FLASH(闪存)，将数据写入FLASH(闪存)内。故障数据记录信息和故障数据清除信息均由用户程序触发记录。数据先进先出，记录满后覆盖最早记录处记录。

记录的数据可以通过与PC连接的电缆，上载到PC机内，进行数据的后期处理。

Claims (8)

1.一种PLC数据记录模块，其特征在于，包括微控制器、RS232驱动电路、扩展总线接口和电源，所述的电源向数据记录模块的各元件和功能电路供电，所述的RS232驱动电路和扩展总线接口分别接微控制器中，所述的微控制器集成有可以存储程序和数据记录的Flash存储器。

2.根据权利要求1所述的PLC数据记录模块，其特征在于，所述的微控制器是32位基于ARM7TDMI的TMS470单片机。

3.根据权利要求1所述的PLC数据记录模块，其特征在于，所述的电源是低压差线性稳压器。

4.根据权利要求1所述的PLC数据记录模块，其特征在于，所述的扩展总线接口是128宏单元的CPLD。

5.根据权利要求1所述的PLC数据记录模块，其特征在于，所述的RS232驱动电路是光电隔离的RS232驱动电路。

6.根据权利要求1所述的PLC数据记录模块，其特征在于，包括LED指示电路，所述的LED指示电路接微控制器的扩展IO口。

7.根据权利要求1所述的PLC数据记录模块，其特征在于，包括扩展存储器，所述的扩展存储器通过I2C接口与所述的微控制器连接。

8.根据权利要求7所述的PLC数据记录模块，其特征在于，所述的扩展存储器是电可擦写可编程只读存储器。 

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