CN216161090U - 一种modbus模块的io点扩展板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及MODBUS模块技术领域，尤其是指一种MODBUS模块的IO点扩展板，系统上电后，主动请求方自动请求发送属性查询帧，应答方自动应答包括挂载的MODBUS模块所有的开关量输入线圈、开关量输出线圈，只读寄存器以及读写寄存器数量个数；该方案案通过扩展接口，实现自定义协议自主协商，将多个模块的IO自动重建映射到1个MODBUS虚拟模块，以方便其他主站进行统一的访问与控制。

Description

一种MODBUS模块的IO点扩展板

技术领域

本实用新型涉及MODBUS模块技术领域，尤其是指一种MODBUS模块的IO点扩展板。

背景技术

标准的MODBUS采集模块都是通过总线进行扩展，即一个主站同时与多个从站连接，从而读或写数据属性，由于该方式是单工通讯，当要在局部进行数量较大的采集时候，扩展IO麻烦且通讯速率慢。

实用新型内容

本实用新型为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。

一种MODBUS模块的IO点扩展板，包括多个扩展板，每个扩展板均内置有扩展接口和MCU，扩展接口上设置有公端和母端，公端与母端之间分别独立与MCU连接；MCU内置有通讯协议，公端和母端其中一端为请求方REQ,另一端为应答方ACK。

进一步地，MCU用于实现公端与母端的通讯管理。

进一步地，多个扩展板之间可进行数据连接通讯，且相邻连接的扩展板之间采用请求方REQ与应答方ACK通讯响应连接。

进一步地，多个扩展板内部均设有自己对应的IO模块，IO模块内包含对应的IO口的数据属性。

进一步地，同时MCU内置有协议转换与算法模块，用于实现对下一个扩展板内部IO模块的主动读写，以及响应上一个扩展板内部IO 模块请求；并将下一个扩展板内部IO模块的IO点数量映射到自己的内部，作为自己的IO的扩展。

进一步地，第一端扩展板同时外接有MODBUS设备；多个扩展板均设有可连接MODBUS设备的连接端，从而保证每个扩展板均能作为第一端与MODBUS设备匹配连接，该方式避免了由于扩展板与MODBUS 设备连接的匹配独立性而复杂化，便于操作连接。

本实用新型的有益效果是：系统上电后，主动请求方自动请求发送属性查询帧，应答方自动应答包括挂载的MODBUS模块所有的开关量输入线圈、开关量输出线圈，只读寄存器以及读写寄存器数量个数；该方案案通过自带扩展接口，实现自定义协议自主协商，将多个模块的IO自动重建映射到1个MODBUS虚拟模块，以方便其他主站进行统一的访问与控制。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1为本实用新型通讯连接示意图。

图2为本实用新型连接示意图。

具体实施方式

下面将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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～2，一种MODBUS模块的IO点扩展板，包括多个扩展板，扩展板内置有扩展接口和MCU，扩展接口上设置有公端和母端，公端与母端之间分别独立与MCU连接；MCU内置有通讯协议，公端和母端其中一端为请求方REQ,另一端为应答方ACK，在扩展接口作用下，可使得能够按照需求多个扩展板连接，从而使内部的IO口的数据属性连接扩展，达到IO点扩展实现效果。

MCU用于实现公端与母端的通讯管理，用于对单个扩展板内部的数据连接响应，以便响应上一扩展板与下一扩展板。

多个扩展板之间可进行数据连接通讯，且相邻连接的扩展板之间采用请求方REQ与应答方ACK通讯响应连接。

多个扩展板内部均设有自己对应的IO模块，IO模块内包含对应的IO口的数据属性。

同时MCU内置有协议转换与算法模块，用于实现对下一个扩展板内部IO模块的主动读写，以及响应上一个扩展板内部IO模块请求；并将下一个扩展板内部IO模块的IO点数量映射到自己的内部，作为自己的IO的扩展。

第一端扩展板同时外接有MODBUS设备。

该实施原理为：以一个MODBUS设备连接第一端扩展板，然后依照需求，通过扩展接口使得合适数量的扩展板依次连接，再由内部请求方REQ、应答方ACK以及MCU达到对下一个扩展板内部IO模块的主动读写，以及响应上一个扩展板内部IO模块请求；并将下一个扩展板内部IO模块的IO点数量映射到自己的内部，作为自己的IO的扩展；而第一端处的应答方ACK由于没有上一扩展板请求方REQ的请求响应，第一端处的应答方ACK会处于悬空状态，再由第一端处的请求方REQ与下一扩展板应答方ACK连接，用该方式依次连接多个扩展板的数据属性；该方式不需要MODBUS设备同时与多个从站进行连接，而是通过多个扩展板，实现IO口的数据属性的挂载映射，以此达到 IO点扩展。

在系统物理连接好后，上电初始化阶段，请求方首先发出属性请求报文，以获取挂载的模块的所有IO口的属性，并根据属性建立映射表。如下图所示：

每个模块的都有这个对应的映射表，直到最后一个模块，如下图所示：

建立映射表方式如下：

传统的MODBUS从站设备，标准配置有开关量输入线圈、开关量输出线圈、只读寄存器以及读写寄存器四种常用属性元件；

根据整个模块最终物理上挂接的从站数量；以及每个从站的开关量输入线圈、开关量输出线圈，只读寄存器以及读写寄存器数量进入统计，方法如下：

1、将所有主模块和所有挂载的模块的开关量输入线圈个数累加，作为转换后的主模块的开关量输入个数。

2、将所有主模块和所有挂载的模块的开关量输出线圈个数累加，作为转换后的主模块的开关量输出线圈个数。

3、将所有主模块和所有挂载的模块的只读寄存器个数累加，作为转换后的主模块的只读寄存器个数。

4、将所有主模块和所有挂载的模块的读写寄存器个数累加，作为转换后的主模块的读写寄存器个数。

假设从站为5个，每个从站的开关量输入、开关量输出，只读寄存器以及读写寄存器数量属性如下：

则转换后的从站元件表如下：

其他主站在访问本主模块时候，直接从新的从站的元件表中获取数据；其中：

1～8地址的开关输出对应实际的1号站的输出8个线圈；

9～24地址的开关输出对应实际的2号站的16个输出线圈；

25～40地址的开关输出对应实际的3号站的16个输出线圈；

41～60地址的开关输出对应实际的4号站的20个输出线圈；

61～92地址的开关输出对应实际的5号站的32个输出线圈；

其他元件以此类推。

自动将命令分发到对应的从站的实施方法为：主模块根据其他主站的MOSBUS命令请求，判读元件类型和元件的读/写地址以及数量；根据该属性重新生产新对应实际从站MODBUS命令请求，并通过发送请求写入或读取指令帧发送到对应的挂载模块。

以上所述，仅是本实用新型较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种MODBUS模块的IO点扩展板，其特征在于：包括多个扩展板，每个扩展板均内置有扩展接口和MCU，扩展接口上设置有公端和母端，公端与母端之间分别独立与MCU连接；

MCU内置有通讯协议，公端与母端其中一端为请求方REQ,另一端为应答方ACK。

2.根据权利要求1所述的一种MODBUS模块的IO点扩展板，其特征在于：MCU用于实现公端与母端的通讯管理。

3.根据权利要求1所述的一种MODBUS模块的IO点扩展板，其特征在于：多个扩展板之间可进行数据连接通讯，且相邻连接的扩展板之间采用请求方REQ与应答方ACK通讯响应连接。

4.根据权利要求3所述的一种MODBUS模块的IO点扩展板，其特征在于：多个扩展板内部均设有自己对应的IO模块，IO模块内包含对应的IO口的数据属性。

5.根据权利要求4所述的一种MODBUS模块的IO点扩展板，其特征在于：同时MCU内置有协议转换与算法模块，用于实现对下一个扩展板内部IO模块的主动读写，以及响应上一个扩展板内部IO模块请求；并将下一个扩展板内部IO模块的IO点数量映射到自己的内部，作为自己的IO的扩展。

6.根据权利要求1所述的一种MODBUS模块的IO点扩展板，其特征在于：第一端扩展板同时外接有MODBUS设备。

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