CN211786734U - 一种支持确定性数据传输的plc控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种支持确定性数据传输的PLC控制器，其包括：中央处理器CPU，主要用于与TSN功能模块之间数据交互和PLC的组态运行，实现通信、逻辑控制和数据采集功能；TSN芯片，实现时间敏感数据的解析和封装；与中央处理器CPU相接的带有RS232、RS485和USB 3.0的接插件、与中央处理器CPU相接的带有调试配置接口、存储器Flash、DDR4单元和CPLD控制单元；与中央处理器CPU相接的输入、输出模块主要实现数据的采集和执行操作命令。该PLC控制器采用以太网接口能够实现工业控制系统的大规模组网，并能够实现远程的通信控制，该控制器支持确定性数据传输；采用TSN芯片，保证了传统控制器兼容性、统一性，保证数据传输的准确性、实时性和可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及控制领域，具体涉及一种支持确定性数据传输的PLC控制器。
背景技术
PLC控制器(Programmable Logic Controller，全称为可编程逻辑控制器)是一种具有微处理器的用于自动化的数字运算控制器，可以将控制指令随时载入内存进行存储与执行，通过数字式或者模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或者生产过程。
在工业控制系统中，PLC控制器作为常用的控制器来完成生产过程中的复杂的过程控制，对生产过程中的状态进行实时监控。随着工业互联网技术的发展，对PLC控制器的要求也越来越高，功能也提出了新的需求。
目前的PLC控制器主要通过串口和现场总线进行互连的，传输距离存在局限性；PLC控制器传输的数据量越来越大，传输带宽存在限制；生产过程中的控制信息的执行精度要求越来越高，数据传输的准确性和实时性达到微秒级别的精度要求。
实用新型内容
针对现有的PLC控制器存在传输距离短、传输带宽小和实时性差的问题，本实用新型提出一种支持确定性数据传输的PLC控制器，该PLC控制器能够实现大规模远距离的传输需求，保证数据传输的准确性、实时性和可靠性。
本实用新型的目的通过如下的技术方案来实现：
一种支持确定性数据传输的PLC控制器，该PLC控制器包括相连的中央处理器CPU和TSN芯片；
所述的中央处理器CPU用于实现数据交互和PLC控制器的组态运行，实现通信、逻辑控制和数据处理；
所述的TSN芯片用于时间敏感数据的解析和封装，提供统一的对外以太网接口，兼容传统的交换机和时间敏感网络交换机；
所述的PLC控制器还包括与所述的中央处理器CPU相接的输入模块、输出模块、调试配置接口、存储器Flash、DDR4单元和CPLD；
所述的调试配置接口用于用户对PLC控制器的自定义配置，提供配置端口数据发送的优先级和调度要求；
所述的存储器Flash用于存储中央处理器CPU的启动运行程序和控制器的设备信息；
所述的DDR4单元用于中央处理器CPU的数据计算和处理；
所述的CPLD用于控制PLC控制器的复位时序、控制电源状态指示灯和控制器的过温保护。
进一步地，所述的PLC控制器还包括：
时钟同步模块，用于为PLC控制器提供时钟源，为确定性数据的传输提供基准源；
电源模块，用于为PLC控制器的正常运行提供电源和毫秒级的上下电时序要求，并监控PLC控制器的电源的状态信息。
进一步地，所述的PLC控制器RS232、RS485和USB 3.0的外设接口，用于实现数据的远程采集、数据上送。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型采用以太网接口能够实现工业控制系统的大规模组网，并能够实现远程的通信控制，该控制器支持确定性数据传输，降低数据传输的延时和抖动；采用TSN芯片，保证了传统控制器兼容性、统一性，保证数据传输的准确性、实时性和可靠性。
附图说明
图1为本实用新型的电路模块结构示意图。
具体实施方式
下面根据附图和优选实施例详细描述本实用新型，本实用新型的目的和效果将变得更加明白。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本实用新型的支持确定性数据传输的PLC控制器包括相连的中央处理器CPU和TSN芯片；
所述的中央处理器CPU用于实现数据交互和PLC控制器的组态运行，实现通信、逻辑控制和数据处理；
所述的TSN芯片用于时间敏感数据的解析和封装，提供统一的对外以太网接口，兼容传统的交换机和时间敏感网络交换机。对时间敏感数据的解析和封装具体包括：对于输入模块和外设接口采集到的信息经过中央处理器CPU转发给TSN芯片进行封装，加入时间戳和用户自定义的优先级和带宽需求信息，对高优先级的数据进行优先处理，被抢占的低优先级数据将会在接收端口处进行重组，并将采集到的信息进行远距离通信传输；对于以太网接口采集到的数据进行解析，判断采集到的数据的优先级和实时性需求，在确定的时间窗口下发送给中央处理器CPU连接的输出模块和外设接口进行执行，对于非实时性的数据，则直接提取数据信息送给中央处理器CPU连接的输出模块和外设接口进行执行。
所述的PLC控制器还包括与所述的中央处理器CPU相接的时钟同步模块、电源模块、输入模块、输出模块、调试配置接口、存储器Flash、DDR4单元、CPLD和外设接口；
时钟同步模块用于为PLC控制器提供时钟源，为确定性数据的传输提供基准源，所述的基准源的时钟精度为微秒级别。
电源模块用于为PLC控制器的正常运行提供电源，提供毫秒级的上下电时序要求，监控PLC控制器的电源的状态信息，保证设备的可靠运行。
调试配置接口为人机交互接口，用于用户对PLC控制器的自定义配置，提供配置端口数据发送的优先级和调度要求。
存储器Flash用于存储中央处理器CPU的启动运行程序和控制器的设备信息。
DDR4单元用于中央处理器CPU的数据计算和处理，能够有效的提高数据的处理速度，自带的ECC校检功能提高数据处理的准确性。
CPLD用于控制PLC控制器的复位时序、控制电源状态指示灯和控制器的过温保护。
外设接口包括S232、RS485和USB3.0，用于实现数据的远程采集、数据上送的功能；
输入输出模块主要实现数据的采集和执行命令操作。
本实用新型在数据通信的过程中能够根据数据的重要性进行分级传输，保证高优先级的数据的实时性、可靠性和准确性。
本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为实用新型的优选实例而已，并不用于限制实用新型，尽管参照前述实例对实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在实用新型的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种支持确定性数据传输的PLC控制器，其特征在于，该PLC控制器包括相连的中央处理器CPU和TSN芯片；
所述的中央处理器CPU用于实现数据交互和PLC控制器的组态运行，实现通信、逻辑控制和数据处理；
所述的TSN芯片用于时间敏感数据的解析和封装，提供统一的对外以太网接口，兼容传统的交换机和时间敏感网络交换机；
所述的PLC控制器还包括与所述的中央处理器CPU相接的输入模块、输出模块、调试配置接口、存储器Flash、DDR4单元和CPLD；
所述的调试配置接口用于用户对PLC控制器的自定义配置，提供配置端口数据发送的优先级和调度要求；
所述的存储器Flash用于存储中央处理器CPU的启动运行程序和控制器的设备信息；
所述的DDR4单元用于中央处理器CPU的数据计算和处理；
所述的CPLD用于控制PLC控制器的复位时序、控制电源状态指示灯和控制器的过温保护。
2.根据权利要求1所述的支持确定性数据传输的PLC控制器，其特征在于，所述的PLC控制器还包括：
时钟同步模块，用于为PLC控制器提供时钟源，为确定性数据的传输提供基准源；
电源模块，用于为PLC控制器的正常运行提供电源和毫秒级的上下电时序要求，并监控PLC控制器的电源的状态信息。
3.根据权利要求1所述的支持确定性数据传输的PLC控制器，其特征在于，所述的PLC控制器RS232、RS485和USB 3.0的外设接口，用于实现数据的远程采集、数据上送。
Priority Applications (1)
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| CN202020831168.8U CN211786734U (zh) | 2020-05-18 | 2020-05-18 | 一种支持确定性数据传输的plc控制器 |
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| CN202020831168.8U CN211786734U (zh) | 2020-05-18 | 2020-05-18 | 一种支持确定性数据传输的plc控制器 |
Publications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113848779A (zh) * | 2021-09-15 | 2021-12-28 | 北京和利时系统工程有限公司 | 一种控制器、工业控制系统和数据传输方法 |
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Cited By (2)
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| CN113848779B (zh) * | 2021-09-15 | 2023-11-10 | 北京和利时系统工程有限公司 | 一种控制器、工业控制系统和数据传输方法 |
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