CN202141922U - 一种分布式实时控制系统及主站模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种分布式实时控制系统以及主站模块，其中的系统包括PLC设备和至少一个从站模块，并且，还包括独立于所述PLC设备并具有两个通讯接口的主站模块，该主站模块通过一个通讯接口和PLC进行数据交换，通过另一个通讯接口管理从站模块。本系统采用独立于PLC设备的主站模块，该主站模块具有两个通讯口，分别实现与PLC设备无缝高速链接以及与各个从站模块的互联，从而解决与PLC高速低成本实时互联和实时通讯问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及分布式实时控制系统，尤其是提供一种分布式实时控制系统及主站模块。
背景技术
在生产线、输送线、物流设备和楼宇控制等应用中，各个设备比较分散，都比较适合采用分布式实时控制系统进行集中控制，由此可以节约大量线缆和安装调试成本。
目前的分布式实时控制系统有以下两种通信模式进行控制：
1、使用标准现场总线协议，如Pofibus DP(现场总线标准)，CC Link(control&communication link，控制-通信链路)等工业现场总线产品，这类产品性能稳定，实时性好，但价格比较高；
2、使用PLC(Programmable logic Controller，可编程逻辑控制器)的通用通讯协议，如Modbus，Host Link等，成本低，但不具有实时性，反应速度慢，延迟大，只能有限应用。
现有方案中，PLC设备本身带有专用的总线协议接口或主站模块(接口或主站模块集成在PLC设备本身)，这个接口或模块再管理从站模块，主站模块一般必须和主站设备安在一起(同一个配电箱)，如果单纯采用PLC设备通讯的高速协议，1个站就要15(欧姆龙CP1H、CP1L)到34ms(三菱FX2N)，可以最大只支持8个模块，每个模块的控制点可以达320以上，对于小型系统来说，320个控制点已足够，作为分布式控制系统，每个站不需要太大的控制点，如果只设计成PLC的从站，8个站就要最大34*8＝272ms的延迟，如图2所示，这对实时控制是无论如何也无法忍受的。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种基于PLC的分布式实时控制系统及主站模块，从而在与PLC高速低成本实时互联和实时通讯过程中减少延迟。
为此，本实用新型实施例采用如下技术方案：
一种分布式实时控制系统，包括PLC设备和至少一个从站模块，还包括独立于所述PLC设备并具有两个通讯接口的主站模块，该主站模块通过一个通讯接口和PLC进行数据交换，通过另一个通讯接口管理从站模块。
一种分布式实时控制系统中的主站模块，该主站模块独立于所述分布式实时控制系统中的PLC设备，并具有两个通讯接口，通过一个通讯接口和PLC进行数据交换，通过另一个通讯接口管理从站模块。
其中，所述主站模块与PLC设备之间采用PLC设备本身自带的高速通讯协议通信。
其中，所述高速通讯协议通信是指个人计算机链路协议、并行链接协议或者现场总线标准。
其中，所述主站模块采用拨码开关设定从站模块的数目。
相比于现有方案PLC设备本身带有专用的总线协议接口或主站模块(接口或模块集成在PLC设备本身)，主站模块一般必须和主站设备安在一起(同一个配电箱)，本系统不受这个限制，采用独立于PLC设备的主站模块，该主站模块具有两个通讯口，分别实现与PLC设备无缝高速链接以及与各个从站模块的互联，从而减少延迟，达到与PLC高速低成本实时互联和实时通讯目的。
附图说明
图1为现有技术中PLC设备控制从站模块的示意图；
图2为本实用新型PLC设备通过主站模块控制从站模块的示意图；
图3为本实用新型主站模块拨码开关示意图；
图4为本实用新型分布式实时控制系统架构图。
具体实施方式
与现有技术不同，本实用新型中，在PLC设备之外独立设置主站模块，这个主站模块另一个通讯口再管理从站模块，从而形成二级网络，这个二级网络采用简化的高速协议，15个从站模块最大延迟15ms，34+15＝49ms，这个延迟时间可以满足大多数实时控制的要求，而且这是最大的延迟时间，根据控制系统的不同，可以优化，最好可以达到20ms以下的延迟时间，如图2所示。
可见，本实用新型中的分布式实时控制系统除了PLC设备，还包括以下两类模块：
1主站模块：和PLC进行数据交换，并管理从站模块，把PLC指令下发从站模块，同时把从站模块的检测数据上报给PLC。
2从站模块：接收主站模块信息，并把现场检测信息上传给主站模块。
具体地，主站模块至少具有2个通讯口，一个通讯口和PLC无缝高速链接，采用PLC本身自带的高速通讯协议，解决了应用这类产品的实时性的瓶颈，目前还没有厂家解决和PLC低成本实时互联；另一个通讯口管理从站模块，采用简化的高速通讯协议，接收和发送各种状态给从站模块，这样就解决了远程IO和PLC的实时通讯问题。从站模块具有1个通讯口，接收主站模块命令并把输入状态给主站模块。
如图3所示，主站模块采用拨码开关作为从站模块数目的设定，从站模块使用拨码开关设定地址，这样做可以简便现场使用和维护。
本实用新型中，主站模块和PLC设备可采用以下任意通讯协议：
①个人计算机链路协议(PC Link)，例如，和欧姆龙PLC设备之间可采用该协议通信。
②并行链接协议，例如，和三菱PLC设备之间可采用该协议通信。
③现场总线标准(Profibus DP)，例如，和西门子PLC设备之间可采用该协议通信。
主站模块和从站模块之间的通讯采用简化的高速协议，一个数据帧小于8个字节。
该分布式实时控制系统的一个实施例的架构图如图4所示，其中，可采用三菱FX2N作为PLC设备，图中示出了接口管脚RDA、RDB、SDA、SDB、SG、A1、A2、B1和B2。其工作流程为：控制数据从PLC设备发送到主站模块，主站模块再分发到各个从站模块，现场的检测数据由对应的从站模块上报到主站模块，再由主站模块上传PLC设备。采用本实用新型的系统，可管理192入/192出计384个开关量，延迟时间小于50ms，在立体车库领域已实际应用，效果良好。
除了分布式实时控制系统外，本实用新型还提供一种分布式实时控制系统中的主站模块，该主站模块独立于所述分布式实时控制系统中的PLC设备，并具有两个通讯接口，通过一个通讯接口和PLC进行数据交换，通过另一个通讯接口管理从站模块，包括把PLC指令下发从站模块，同时把从站模块的检测数据上报给PLC等。
其中，主站模块与PLC设备之间采用PLC设备本身自带的高速通讯协议通信，具体地，高速通讯协议通信是指PC Link、并行链接协议或者Profibus DP等。
优选地，主站模块采用拨码开关设定从站模块的数目。
可见，相比于现有方案PLC设备本身带有专用的总线协议接口或主站模块(接口或模块集成在PLC设备本身)，主站模块一般必须和主站设备安在一起(同一个配电箱)，本系统不受这个限制，采用独立于PLC设备的主站模块，该主站模块具有两个通讯口，分别实现与PLC设备无缝高速链接以及与各个从站模块的互联，从而解决与PLC高速低成本实时互联和实时通讯问题。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种分布式实时控制系统，包括PLC设备和至少一个从站模块，其特征在于，还包括独立于所述PLC设备并具有两个通讯接口的主站模块，该主站模块通过一个通讯接口和PLC进行数据交换，通过另一个通讯接口管理从站模块。
2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述主站模块采用拨码开关设定从站模块的数目。
3.一种主站模块，其特征在于，该主站模块应用于权利要求1或2所述的分布式实时控制系统。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201020676734U CN202141922U (zh) | 2010-12-23 | 2010-12-23 | 一种分布式实时控制系统及主站模块 |
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| CN202141922U true CN202141922U (zh) | 2012-02-08 |
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| CN (1) | CN202141922U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102866673A (zh) * | 2012-09-18 | 2013-01-09 | 深圳市神拓机电设备有限公司 | 托辊生产线的轴加工线控制子系统 |
| CN108415392A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-08-17 | 华中科技大学 | 一种作为现场总线智能从站的智能仪表设备 |
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