CN209784814U

CN209784814U - 可编程逻辑控制器plc系统

Info

Publication number: CN209784814U
Application number: CN201920386392.8U
Authority: CN
Inventors: 高明; 刘俊田
Original assignee: BEIJING DRAGON RESOURCES TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING DRAGON RESOURCES TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2019-12-13
Anticipated expiration: 2029-03-25

Abstract

本实用新型公开了一种可编程逻辑控制器PLC系统。其中，该可编程逻辑控制器PLC系统包括：可编程逻辑控制器PLC集合，包括至少一个子集合，每一个所述子集合中包括至少一个可编程逻辑控制器PLC；至少一个云网关，每一个所述云网关与至少一个所述子集合中的所述可编程逻辑控制器PLC数据连接；所述云网关用于获取所述可编程逻辑控制器PLC的数据，并向预设服务器上传所述数据。本实用新型解决了PLC无法上传数据至云端的技术问题。

Description

可编程逻辑控制器PLC系统

技术领域

本实用新型涉及通讯领域，具体而言，涉及一种可编程逻辑控制器PLC系统。

背景技术

工业应用中存在大量的可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)这些已经部署到现场的PLC作为工业系统中不可缺少的一部分发挥着重要的作用：采集现场传感器或仪表信号，经过数据运算处理后作出响应，输出信号到执行部件或将数据上传到中央控制区。

随着物联网及云服务技术的发展，工业现场数据上云的需求被提出，并亟待得到满足。但是已在现场服役的PLC通常不具有自行上传数据到云端的能力。若进行硬件升级则会导致现有PLC的浪费，极大提高升级成本。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了可编程逻辑控制器PLC系统，以至少解决PLC无法上传数据至云端的技术问题。

本实用新型实施例提供了一种可编程逻辑控制器PLC系统，包括：可编程逻辑控制器PLC集合，包括至少一个子集合，每一个所述子集合中包括至少一个可编程逻辑控制器PLC；至少一个云网关，每一个所述云网关与至少一个所述子集合中的所述可编程逻辑控制器PLC数据连接；所述云网关用于获取所述可编程逻辑控制器PLC的数据，并向预设服务器上传所述数据。

可选的，在所述云网关的数量大于或等于3个的情况下，所述云网关之间通过分层级联的方式相互连接，形成包括第一层、中间层和第二层的多层结构；其中所述第二层中的所述云网关直接与所述可编程逻辑控制器PLC连接，并与所述中间层中的云网关连接；所述第一层中的云网关通过所述中间层中的云网关与所述第二层中的云网关连接。

可选的，所述可编程逻辑控制器PLC通过Modbus通讯协议与所述云网关数据连接。

可选的，所述云网关之间通过Modbus通讯协议数据连接。

可选的，所述可编程逻辑控制器PLC的Modbus地址为所述第二层中与自身连接的云网关的Modbus地址的子集，且每一个所述可编程逻辑控制器PLC的Modbus地址之间互不相同。

可选的，在所述多层结构的云网关中，每一层中的云网关的Modbus地址均为上一层云网关中与自身连接的云网关的Modbus地址的子集。

在本实用新型实施例中，采用设置云网关，将每一个云网关与至少一个可编程逻辑控制器PLC集合的子集合中的所述可编程逻辑控制器PLC数据连接的方式，通过云网关获取可编程逻辑控制器PLC的数据，并向预设服务器上传所述数据，达到了将PLC的数据上传的目的，从而实现了PLC数据上传至云端的技术效果，进而解决了PLC无法上传数据至云端的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1a是根据本实用新型实施例的一种可选的可编程逻辑控制器PLC系统的结构示意图之一；

图1b是根据本实用新型实施例的一种可选的可编程逻辑控制器PLC系统的结构示意图之二；

图1c是根据本实用新型实施例的一种可选的可编程逻辑控制器PLC系统的结构示意图之三；

图2是根据本实用新型实施例的一种可选的可编程逻辑控制器PLC系统的数据上传方法的流程示意图之一；

图3是根据本实用新型实施例的一种可选的可编程逻辑控制器PLC系统的数据上传方法的流程示意图之二；

图4是根据本实用新型实施例的一种可选的可编程逻辑控制器PLC系统的数据上传方法的流程示意图之三。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

参见图1a至图1c，根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种可编程逻辑控制器PLC系统，包括：

可编程逻辑控制器PLC集合，包括至少一个子集合，每一个所述子集合中包括至少一个可编程逻辑控制器PLC；

至少一个云网关，每一个所述云网关与至少一个所述子集合中的所述可编程逻辑控制器PLC数据连接；所述云网关用于获取所述可编程逻辑控制器PLC的数据，并向预设服务器上传所述数据。

其中，云网关(CG，Cloud Gateway)具备将数据上传云端(即上传至预设的服务器)的功能，通过将云网关与PLC数据连接，云网关获取可编程逻辑控制器PLC的数据，并向预设服务器上传所述数据，达到了将PLC的数据上传的目的，且无需对现有布置的PLC进行更新换代，从而实现了PLC数据上传至云端的技术效果，进而解决了PLC无法上传数据至云端的技术问题。

参见图1a，当PLC的数量较小时，一个或2个云网关即可满足连接的需求，此时，在一个云网关满足PLC连接需求的情况下，该一个云网关与每一PLC连接，该一个云网关进行数据获取和上传；在两个云网关满足PLC连接需求的情况下，其中A云网关与c个PLC中的a个连接，另一个B云网关与b个PLC中b个连接，a+b＝c，a＜d，d为A云网管可连接的端口的最大值，b小于e，e为B云网管可连接的端口的最大值，a-e均为正整数，A和B两个云网关均可以进行数据获取和上传。

继续参见图1b和图1c，在本实用新型可选的实施例中，在所述云网关的数量大于或等于3个的情况下，所述云网关之间通过分层级联的方式相互连接，形成包括第一层、中间层和第二层的多层结构；

其中所述第二层中的所述云网关直接与所述可编程逻辑控制器PLC连接，并与所述中间层中的云网关连接；

所述第一层中的云网关通过所述中间层中的云网关与所述第二层中的云网关连接。

这里，第一层中的云网关是多层结构中的最高层，该第一层中的云网关的数量可以是1个，多层结构中的云网关可以只由该最高层中的云网关与预设服务器通讯。第二层中的云网关是多层结构中的最低层。

当然可以理解的是，可以根据最下层PLC的数量及其待上云数据量来调整拓扑结构的层数。在图1b所示的结构中，中间层中云网关的数量为0，此时没有中间层。参见图1c，当所需的层次较多时，中间层的数量可以根据实际需要设置，中间层的数量可以是一层或多层。

在本实施例中，当PLC数量较多时，可以设置多个云网关，并通过级联的方式进行数据传输，从而由多层结构中的第一层上传数据，降低对云网关的管理成本。

这里，图1b所示的拓扑结构中，PLC1、PLC2…PLCn、PLCx、PLCy均是PLC，其可以是不同型号的，与上层的云网关连接，其中n，x，y均为正整数。CG_0、CG_1、CG_2这三个设备可以是同一型号，位于不同的拓扑层次上。

这里，PLC可以采用RS485/232线与上层的云网关连接。

可选的，所述可编程逻辑控制器PLC通过Modbus通讯协议与所述云网关数据连接；所述云网关之间通过Modbus通讯协议数据连接。

这里，由于PLC普遍具有Modbus通讯功能，采用Modbus通讯协议进行连接可以降低设备的制作成本。且Modbus协议可以支持两种模式：云网关做主设备(master)，PLC做从设备(slave)；也可以由云网关做slave，PLC做master，从而便于多种方式将PLC的数据上传。

可选的，在使用Modbus通讯协议进行连接的情况下，所述可编程逻辑控制器PLC的Modbus地址为所述第二层中与自身连接的云网关的Modbus地址的子集，且每一个所述可编程逻辑控制器PLC的Modbus地址之间互不相同；在所述多层结构的云网关中，每一层中的云网关的Modbus地址均为上一层云网关中与自身连接的云网关的Modbus地址的子集。

通过上述Modbus地址的配置方式，可以增加PLC与云网关之间的兼容性，保证多层结构的灵活性，以图1的拓扑结构为例，PLC1、PLC2...PLCn的Modbus地址均是CG_1的Modbus地址的子集，且PLC1、PLC2...PLCn的Modbus地址之间是不重合的。CG_1的Modbus地址、CG_2的Modbus地址是CG_0的Modbus地址的子集，且相互之间不重合。CG_0的Modbus地址是图1拓扑结构中的大合集。

当然可以理解的是，PLC与云网关之间、不同的云网关之间也可以采用其他通信协议或通过数据传输的中介设备进行连接。

通过本实用新型实施例的可编程逻辑控制器PLC系统，可以无需对现有不具备上云功能的PLC进行升级换代，可以有效降低成本，且无需对每一PCL进行软件的升级，可以减少升级的工作量。

参加图2，根据本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种可编程逻辑控制器PLC系统的数据上传方法，应用于如上所述的可编程逻辑控制器PLC系统中的云网关，所述方法包括：

步骤S202，周期性地向所述可编程逻辑控制器PLC系统中的可编程逻辑控制器PLC采集数据；

步骤S204，将采集到的所述可编程逻辑控制器PLC的数据上传至预设服务器。

这里，在本实用新型实施例中，可以有云网关作为主设备，周期性地采集PLC的数据并上传，这里，对于采集的周期可以根据实际需要进行设定。

参见图3，在本实用新型一可选实施例中，当云网关的数量小于或等于2个时，由与PLC直接连接的云网关执行采集和上传的操作，此时，步骤S202可以包括：

步骤S302，周期性地向所述可编程逻辑控制器PLC发送第一数据上传指令；

步骤S304，接收所述可编程逻辑控制器PLC响应所述第一数据上传指令所发送的数据。

参见图4，在所述云网关的数量大于或等于3个，所述云网关之间通过分层级联的方式相互连接，形成包括第一层、中间层和第二层的多层结构，所述第二层中的所述云网关直接与所述可编程逻辑控制器PLC连接，并与所述中间层中的云网关连接，所述第一层中的云网关通过所述中间层中的云网关与所述第二层中的云网关连接的情况下，此时，步骤S202可以包括：

步骤S402，第一层中的所述云网关向中间层中的所述云网关周期性地发送第一数据采集指令；

这里，可以只由第一层中的云网关与预设服务器通讯，在需要采集数据时，也只由该第一层中的云网关触发采集操作，其他层云网关不会周期性的主动采集数据。这里，由第一层中的云网关向下层云网关发送第一数据采集指令，下层云网关接收到该指令进行相应的操作，从而便于数据管理。

步骤S404，中间层中的所述云网关响应所述第一数据采集指令，向第二层中的所述云网关发送第二数据采集指令；

这里，当中间层存在多层时，则由中间层中直接与第一层云网关相连接的云网关依次向下发送第二数据采集指令。

步骤S406，第二层中的所述云网关响应所述第二数据采集指令，向所述可编程逻辑控制器PLC发送第二数据上传指令，并接收所述可编程逻辑控制器PLC响应所述第二数据上传指令所发送的数据。

在本实用新型可选实施例中，所述方法还可以包括：接收第二数据上传指令；响应所述第二数据上传指令，执行向所述可编程逻辑控制器PLC系统中的可编程逻辑控制器PLC采集数据的步骤。

在该实施例中，可以接收预设服务器或其它服务器发送的第二数据上传指令，从而执行数据采集的步骤并实现数据上传，可以使得用户通过该第二数据采集指令实时获取PLC的数据。

下面基于图1c所示的拓扑结构进行举例说明。

位于第一层中的云网关周期性的(例如间隔24小时执行)向中间层的云网关发送数据采集指令，中间层的云网关接收到后响应该数据采集指令，并按级联关系向下层云网关发送数据采集指令，直至发送至第二层中的云网关，第二层中的云网关响应数据采集指令后向PLC发送数据上传指令，PLC响应该数据上传指令，将自身的数据上传，第二层中的云网关接收到PLC的数据后按级联关系向上层云网管传输数据，直至传输至第一层中的云网关，由第一层中的云网关将数据上传至预设服务器。

根据本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种可编程逻辑控制器PLC系统的数据上传方法，应用于如上所述的可编程逻辑控制器PLC系统中的可编程逻辑控制器PLC，所述方法包括：

周期性地向所述可编程逻辑控制器PLC系统中的云网关发送自身的数据，使所述云网关将接收到的所述数据上传至预设服务器。

这里，在本实用新型实施例中，也可以由PLC作为主设备，周期性的向上发送数据，实现PLC数据的上传。相应的可以参考上述云网关作为主设备时的数据上传流程，对此不再赘述。

根据本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行上述可编程逻辑控制器PLC系统的数据上传方法。

可选地，在本实施例中，本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令终端设备相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：闪存盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取器(Random Access Memory，RAM)、磁盘或光盘等。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

上述实施例中的集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在上述计算机可读取的存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或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存储介质中，包括若干指令用以使得一台或多台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

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

1.一种可编程逻辑控制器PLC系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的可编程逻辑控制器PLC系统，其特征在于，在所述云网关的数量大于或等于3个的情况下，所述云网关之间通过分层级联的方式相互连接，形成包括第一层、中间层和第二层的多层结构；

3.根据权利要求2所述的可编程逻辑控制器PLC系统，其特征在于，所述可编程逻辑控制器PLC通过Modbus通讯协议与所述云网关数据连接。

4.根据权利要求3所述的可编程逻辑控制器PLC系统，其特征在于，所述云网关之间通过Modbus通讯协议数据连接。

5.根据权利要求4所述的可编程逻辑控制器PLC系统，其特征在于，所述可编程逻辑控制器PLC的Modbus地址为所述第二层中与自身连接的云网关的Modbus地址的子集，且每一个所述可编程逻辑控制器PLC的Modbus地址之间互不相同。

6.根据权利要求5所述的可编程逻辑控制器PLC系统，其特征在于，在所述多层结构的云网关中，每一层中的云网关的Modbus地址均为上一层云网关中与自身连接的云网关的Modbus地址的子集。