CN202583801U - 一种基于物联网的嵌入式可编程控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种基于物联网的嵌入式可编程控制器，具体涉及一种基于物联网的采用多种通信总线实现通信的可编程控制器；解决的技术问题是：提供通讯方式多样，数据传输能力强的基于物联网的可编程控制器；采用的技术方案是：一种基于物联网的嵌入式可编程控制器，所述可编程控制器主要包括有安装在背板上的主控制器模块、电源模块、通信模块、数字量IO模块、模拟量IO模块和无线传感网关模块，电源模块给整个背板供电；本实用新型广泛适用于通讯领域。

Description

一种基于物联网的嵌入式可编程控制器

技术领域

本实用新型一种基于物联网的嵌入式可编程控制器，具体涉及一种基于物联网的采用多种通信总线实现通信的可编程控制器。

背景技术

PLC设备经过四十多年的不断改进与完善,传统产品已非常成熟，然而由于技术的复杂和行业的特殊，世界上几家大的工控公司如西门子、Rockwell、GE、Schneider等垄断着PLC市场，我国目前仍没有自主有竞争力的PLC品牌产品，且PLC是技术相对封闭的产品，远不能反映当前电子信息产业技术的进步，当前从芯片到操作系统软件都发生了革命性的变化，各种高性价比的SOC芯片层出不穷，Linux 操作系统、各具特色的RTOS在各类嵌入式应用中占据了重要地位，这些产业变化与技术的进步，对工业自动控制领域也产生了重大影响，PLC产品正在发生重大变化，从硬件架构到软件到系统都在发生重要变革，同时，由于物联网技术的不断发展深入，越来越多的PLC系统在通讯方式和数据传输能力上达不到物联网技术的要求。

实用新型内容

本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是：提供通讯方式多样，数据传输能力强的基于物联网的可编程控制器。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种基于物联网的嵌入式可编程控制器，所述可编程控制器主要包括有安装在背板上的主控制器模块、电源模块、通信模块、数字量IO模块、模拟量IO模块和无线传感网关模块，电源模块给整个背板供电；

所述背板上设置有USB高速总线、企业应用以太网总线和实时以太网现场总线，上述主控制器模块设置有USB高速总线接口和企业应用以太网总线接口，主控制器模块通过上述USB高速总线接口和企业应用以太网总线接口接入USB高速总线和企业应用以太网总线；

上述通信模块包括有USB高速通信模块和实时以太网现场通信模块，通信模块通过上述USB高速通信模块和实时以太网现场通信模块接入USB高速总线和实时以太网现场总线；

上述数字量IO模块、模拟量IO模块和无线传感网关模块均设置有USB高速总线接口，数字量IO模块、模拟量IO模块和无线传感网关模块通过各自的USB高速总线接口接入USB高速总线。

所述主控制器模块、电源模块、通信模块、数字量IO模块、模拟量IO模块和无线传感网关模块均可以热插拔。

所述主控制器模块采用热备份，所述电源模块采用冗余电源。

本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是：本实用新型在背板中设置有多种通信总线，通过主控制器模块指挥协调各个功能模块的工作，主控制器模块和功能模块之间通过统一的通信协议来完成数据交换，保证网络上传输的信息的一致性，同时功能模块之间可以通过主控制器模块的指挥实现直接数据交换，从而提升了PLC主控器与各模块之间的数据交互速率，加强了系统的可靠性，丰富了PLC的应用方式。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明：

图1是本实用新型的电路结构示意图；

图中：1为主控制器模块、2为电源模块、3为通信模块、4为数字量IO模块、5为模拟量IO模块、6为无线传感网关模块、7为USB高速总线、8为企业应用以太网总线、9为实时以太网现场总线、10为USB高速通信模块、11为实时以太网现场通信模块。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型一种基于物联网的嵌入式可编程控制器主要包括有安装在背板上的主控制器模块1、电源模块2、通信模块3、数字量IO模块4、模拟量IO模块5和无线传感网关模块6，电源模块2给整个背板供电。

所述背板上设置有USB高速总线7、企业应用以太网总线8和实时以太网现场总线9，上述主控制器模块1设置有USB高速总线接口和企业应用以太网总线接口，主控制器模块1通过上述USB高速总线接口和企业应用以太网总线接口接入USB高速总线7和企业应用以太网总线8，主控制器模块1支持多种编程语言，例如：梯形图C语言、FBD功能块图、ST结构化文本指令表和符号变量编程，采用以太网编程，易于进行远程编程和维护，主控制器模块1采用热备份，电源模块2采用冗余电源，主控制器模块1支持冗余电源，所述USB高速总线7可以采用USB3.0总线。

上述通信模块3包括有USB高速通信模块10和实时以太网现场通信模块11，通信模块3通过上述USB高速通信模块10和实时以太网现场通信模块11接入USB高速总线7和实时以太网现场总线9；所述USB高速通信模块10采用USB3.0接口，所述实时以太网现场通信模块11带有工业级微处理器，用于传统PLC逻辑控制处理，具有100MEthernet接口用于本实用新型间的现场通信，支持IEEE 1588时间同步协议，用以支持基于Ethernet/IP的CIP sync，用于实时以太网通信。

上述数字量IO模块4、模拟量IO模块5和无线传感网关模块6均设置有USB高速总线接口，数字量IO模块4、模拟量IO模块5和无线传感网关模块6通过各自的USB高速总线接口接入USB高速总线7，所述无线传感网关模块6进行PAC传输过程的协议转换同时，承担组建和管理WSN网络工作，主要功能有扫描并选定数据传输的物理通道，分配WSN内的网络地址，发送广播同步帧，初始化WSN网络设置，配合WSN网络所采用的MAC算法和路由协议，协助完成邻里节点连接的建立和路由的形成，对接收的数据完成协议转换，从各个点接收的数据根据具体应用需求和当前的带宽，自适应地启动数据融合算法，降低数据冗余度，处理来自监控中心的监控指令。

所述主控制器模块1、电源模块2、通信模块3、数字量IO模块4、模拟量IO模块5和无线传感网关模块6均可以热插拔，方便应用于各种背板系统中；所述数字量IO模块4、模拟量IO模块5可以有多个，具有很好的可扩展性和开放性。

上述主控制器模块1是整个可编程控制器的核心，主控制器模块1指挥协调各个功能模块的工作；背板上设置有多种通讯总线，主控制器与各功能模块之间通过USB高速总线7来完成数据交换，保证网络上传输的信息的一致性，同时功能模块之间可以通过主控制器模块1的指挥下在USB高速总线7实现直接数据交换，实时以太网现场通信模块11可以通过实时以太网现场总线9进线通讯，达到最优的通讯效果，提高了数据传输的能力。

本实用新型整体采用热插拔模块化的设计，各个模块通过主控制器模块1完成相应的独立功能，不同模块接收处理不同类型的数据信息，将各个接口、各个协议的数据转化为统一格式，通过总线传给主控制器模块1进行处理，当需要来采用上述功能模块以外的接口装置或者功能模块的配置不能满足复杂的通信处理功能时，可通过扩展模块来扩展，具有很强的扩展性和开放性，应用广泛。

Claims (3)

1.一种基于物联网的嵌入式可编程控制器，其特征在于：所述可编程控制器主要包括有安装在背板上的主控制器模块（1）、电源模块（2）、通信模块（3）、数字量IO模块（4）、模拟量IO模块（5）和无线传感网关模块（6），电源模块（2）给整个背板供电；

所述背板上设置有USB高速总线（7）、企业应用以太网总线（8）和实时以太网现场总线（9），上述主控制器模块（1）设置有USB高速总线接口和企业应用以太网总线接口，主控制器模块（1）通过上述USB高速总线接口和企业应用以太网总线接口接入USB高速总线（7）和企业应用以太网总线（8）；

上述通信模块（3）包括有USB高速通信模块（10）和实时以太网现场通信模块（11），通信模块（3）通过上述USB高速通信模块（10）和实时以太网现场通信模块（11）接入USB高速总线（7）和实时以太网现场总线（9）；

上述数字量IO模块（4）、模拟量IO模块（5）和无线传感网关模块（6）均设置有USB高速总线接口，数字量IO模块（4）、模拟量IO模块（5）和无线传感网关模块（6）通过各自的USB高速总线接口接入USB高速总线（7）。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的嵌入式可编程控制器，其特征在于：所述主控制器模块（1）、电源模块（2）、通信模块（3）、数字量IO模块（4）、模拟量IO模块（5）和无线传感网关模块（6）均可以热插拔。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于物联网的嵌入式可编程控制器，其特征在于：所述主控制器模块（1）采用热备份，所述电源模块（2）采用冗余电源。

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