CN216351920U

CN216351920U - 可编程逻辑控制器plc及可编程逻辑控制器plc系统

Info

Publication number: CN216351920U
Application number: CN202122574438.9U
Authority: CN
Inventors: 徐大江; 方毅然; 万荣; 梁恩泉
Original assignee: Phoenix Nanjing Intelligent Manufacturing Technology Engineering Co ltd
Current assignee: Phoenix Nanjing Intelligent Manufacturing Technology Engineering Co ltd
Priority date: 2021-10-25
Filing date: 2021-10-25
Publication date: 2022-04-19
Anticipated expiration: 2031-10-25

Abstract

本实用新型涉及可编程逻辑控制器PLC及可编程逻辑控制器PLC系统。一种可编程逻辑控制器PLC包括：交换机芯片；以及环网接口，连接到所述交换机芯片，其中，所述可编程逻辑控制器PLC利用所述交换机芯片通过所述环网接口依据环网协议进行通信。

Description

可编程逻辑控制器PLC及可编程逻辑控制器PLC系统

技术领域

本申请涉及电路领域，并且更具体地，本申请涉及可编程逻辑控制器及可编程逻辑控制器系统。

背景技术

可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。

当前，可编程逻辑控制器广泛应用于工业现场。对于对网络可靠性有严格要求的工业现场，PLC控制器一般需要组成环网进行通信。由于工业现场不仅仅只有PLC控制器，还有其他网络设备，一般需要使用具有环网协议功能的交换机完成环形网络组网。

例如，图1示出了工业应用现场中的PLC利用环网交换机进行环网通信100。一般而言，多个PLC中的每一个PLC都需要分别外接一个环网交换机，该环网交换机具有环网协议功能，并且依次连接组成环形网络，使得与之连接的PLC能够通过环网交换机依据环网协议来与其他PLC进行通信，以进行信息数据的交换，从而完成工业控制过程。

当工业控制较为复杂时，需要多个PLC进行通信以彼此交换信息数据，另一方面，每个交换机的端口也是有限的。因此，当使用多个PLC进行通信时，需要投入使用的交换机数量也随之增多。

更多数量交换机的使用一方面提高了系统的成本，另一方面也使得系统的总体体积增大。

因此，需要一种改进现有的通信结构，使得进行环网通信的各个PLC 组成的系统更为轻便，同时节约成本。

实用新型内容

本实用新型涉及一种可编程逻辑控制器PLC，所述可编程逻辑控制器PLC 包括：交换机芯片，以及环网接口，连接到所述交换机芯片，其中，所述可编程逻辑控制器PLC利用所述交换机芯片通过所述环网接口依据环网协议进行通信。

如上所述的可编程逻辑控制器PLC，所述环网协议包括RSTP协议、STP 协议和/或MSTP协议。

如上所述的可编程逻辑控制器PLC，所述环网接口包括两个或更多个 RJ45接口。

如上所述的可编程逻辑控制器PLC，所述可编程逻辑控制器PLC进一步包括用于将现场设备接入环网的接口。

如上所述的可编程逻辑控制器PLC，所述用于将现场设备接入环网的接口包括RJ45接口。

如上所述的可编程逻辑控制器PLC，所述可编程逻辑控制器PLC无需外接环网交换机。

如上所述的可编程逻辑控制器PLC，所述可编程逻辑控制器PLC进一步包括中央处理器CPU、存储器及电源。

本实用新型还涉及一种可编程逻辑控制器PLC系统，所述可编程逻辑控制器PLC系统包括多个可编程逻辑控制器PLC，所述多个可编程逻辑控制器 PLC组成一个或多个环网，其中每个所述可编程逻辑控制器PLC为根据上述各项可编程逻辑控制器PLC中任一项所述的可编程逻辑控制器PLC。

如上所述的可编程逻辑控制器PLC系统，所述多个可编程逻辑控制器PLC 中的第一子集组成第一环网，所述多个可编程逻辑控制器PLC中的第二子集组成第二环网。

如上所述的可编程逻辑控制器PLC系统，所述第一环网之间通信的环网协议与所述第二环网之间通信的环网协议相同或不同。

附图说明

为了进一步阐明本实用新型的各实施例，将参考附图来呈现本实用新型的各实施例的更具体的描述。应当理解，这些附图只描绘本实用新型的典型实施例，因此将不被认为是对本实用新型所要求保护范围的限制。

图1示出了根据现有技术的工业应用现场中的PLC控制器利用环网交换机进行环网通信的示意图。

图2示出了根据本实用新型的实施例的能够进行环网通信的PLC的结构示意图。

图3A-图3C示出了根据本实用新型的实施例的能够进行环网通信的 PLC通过环网接口进行的环网连接。

具体实施方式

下面的详细描述参照附图进行。附图以例示方式示出可实践所要求保护的主题的特定实施例。应当理解，以下具体实施例出于阐释的目的旨在对典型示例作出具体描述，但不应被理解成对本实用新型的限制；本领域技术人员在充分理解本实用新型精神主旨的前提下，可对所公开实施例作出适当的修改和调整，而不背离本实用新型所要求保护的主题的精神和范围。

在以下的详细描述中，阐述了众多具体细节以便提供对各个所描述的实施例的透彻理解。然而，对本领域的普通技术人员将显而易见的是，无需这些具体细节就可实践所描述的各种实施例。除非另外定义，否则在本文中所使用的技术和科学术语应具有与本公开所属领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等并不意味着任何顺序、数量或重要性，而是仅用于区分不同的组件或特征。实施例是示例性的实现或示例。说明书中对“实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“各种实施例”或“其他实施例”的引用意味着结合实施例描述的特定特征、构造或特性包括在本技术的至少一些实施例中，但不必是全部实施例。“实施例”、“一个实施例”、或“一些实施例”的各种出现并不一定都指代相同的实施例。来自一个实施例的元素或方面可与另一实施例的元素或方面组合。

在本文中，术语“连接”或“耦合”被定义为两个主体之间的连接，不过不一定是直接的连接，也可包括通过其他中间节点或设备而实现的间接连接关系。

本文中所使用的术语“包括”、“具有”、“包含”、以及“含有”是开放式的连接动词。因此，一种方法或装置“包括”、“具有”、“包含”或“含有”一个或一个以上步骤或组件指的是：该方法或装置具有那些一个或一个以上步骤或组件，但并不是仅仅具有那些一个或一个以上步骤或组件，也可包括其他的本文中未提及的一个或一个以上步骤或组件。

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

可编程逻辑控制器是一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器，可以将控制指令随时载入内存进行储存与执行。可编程控制器由 CPU、指令及数据内存、输入/输出接口、电源、数字模拟转换等功能单元组成，广泛应用于工业现场。

如上所述，现有工业应用中，PLC在进行环网通信时，需要外接环网交换机进行信息数据的交换，使得整个系统的总体成本提高，且增加了系统的整体体积。

图2示出了根据本实用新型的实施例的能够进行环网通信的PLC控制器的结构200。根据图2实施例实现的PLC系统能够在省去外接环网交换机的情况下进行环网通信，从而节约了成本，并提高工业现场网络的可靠性。

具体地，在图2实施例中示出了三个PLC 201、203和205。三个PLC 201、203和205之间可以根据环网协议进行通信而无需外接环网交换机。环网协议可以主要包括STP协议、RSTP协议和MSTP协议。在本实用新型的一个实施例中，三个PLC 201、203和205之间可以根据RSTP环网协议进行通信。

三个PLC 201、203和205中的每个PLC在其内部集成了交换机芯片和环网协议功能。换言之，每个PLC在原有PLC控制器结构的基础上增加了交换机芯片以及环网接口，以用于PLC 201、203和205之间根据环网协议进行环网通信。

交换机芯片可以被配置成用于与其他PLC进行信息数据的交换。

环网协议可以优选地是RSTP环网协议，如上所述。

因此，根据本实用新型的实施例配置的PLC可以通过交换机芯片和环网接口直接与其他具有相同配置的PLC进行环网连接。经环网连接的各PLC之间可以通过其各自集成的交换机芯片根据环网协议来与其他PLC中集成的交换机芯片进行直接的信息数据交换。因此，根据本实用新型结构的PLC本身已经包含了原有的外接环网交换机的功能，能够实现信息数据在工业现场网络的可靠性传输。

此外，由于每个PLC中都设置了交换机芯片，相当于对每个PLC自身都添加了环网交换机功能，从而只需要将各个PLC进行连接，就能实现各个 PLC之间的环网通信。因此，各个PLC之间的通信连接也更为灵活便捷，同时减小了整个系统的总体体积。

应当理解的是，为了展现本实用新型的主要设计结构，在图2中主要描绘了三个PLC 201、203和205中的每一个集成了交换机芯片和环网协议功能。然而，PLC 201、203和205中的每一个还可以包括PLC基本结构单元和其他根据实际应用而设计的特定结构单元。例如，PLC 201、203和205 中的每一个还可以包括CPU、指令及数据内存、输入/输出接口、电源、数字模拟转换等功能单元中的一个或多个，或者PLC 201、203和205中的每一个还可以集成附加的功能。

图3A-图3C示出了根据本实用新型的实施例的能够进行环网通信的 PLC通过环网接口进行的环网连接。PLC 301、303和305中的每个PLC可以包括环网接口，以和另外的一个PLC(图3B)或不止一个PLC(图3A) 形成一个环网。

在本实用新型的一个实施例中，每个PLC的环网接口可包括至少两个 RJ45接口，以按照图3A和3B所示的方式进行环网连接。

在本实用新型进一步的实施例中，每个PLC可以包括多于两个的RJ45 接口，以用于形成多个环网。例如图3C所示的非限制性示例中，PLC 301、 303和305中的每个PLC可以包括四个RJ45接口，每个PLC的其中两个 RJ45接口以与图3A类似的方式形成第一环网(图3C中内圈的环网)，每个PLC剩余的另外两个RJ45接口可以形成附加的第二环网(图3C中外圈的环网)。

可以理解的是，PLC 301、303和305中的每个PLC可以包括更多的环网接口，以形成更多层级的环网。

此外，图3C中的PLC 301、303和305中的每个PLC还可以与除PLC 301、303和305之外的PLC形成另外的环网。例如，PLC 301除了与PLC 303和305形成一个或多个环网之外，还可以同时与除PLC 303和305之外的其他一个或多个PLC形成另外的一个或多个环网，以形成更复杂的环网连接，从而在不同层级的环网中进行信息数据的交换。PLC 303和305也可以具有类似的连接和配置。

在本实用新型的实施例中，不同的环网之间所利用的环网协议可以相同或不同。

本实用新型的实施例还可以将具有不同环网接口数量的PLC进行组网，以进行信息数据的交换。换言之，每个PLC的环网接口数量可以设置成不同。例如，在本实用新型的一个实施例中，可以将具有两个环网接口、四个RJ45 接口以及更多个环网接口的PLC中的两个或更多个PLC进行组网，以符合不同的实际应用需求。

此外，根据本实用新型实施例的PLC可以进一步包括一个或多个附加的接口，这一个或多个附加的接口可以被配置成用于将现场设备接入环网。在本实用新型的一个实施例中，用于将现场设备接入环网的接口也可以包括RJ45接口。

作为示例并且出于简洁目的，图2和图3A-3C中仅示出了三个PLC或者两个PLC。然而，应当理解的是，本实用新型的其他实施例可包括更多个PLC，这些PLC可以具有根据本实用新型的实施例设计的结构，从而在不需要外接环网交换机的情况下进行环网通信，以实现信息数据的交换。

上文已对本实用新型的基本结构做了描述。显然，对于本领域技术人员来说，上述披露仅仅作为示例，而并不构成对本实用新型的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请实施例的精神和范围。

以下描述本实用新型的实施例：

实施例1.一种可编程逻辑控制器PLC，其中，所述可编程逻辑控制器PLC 包括：

交换机芯片，以及

环网接口，连接到所述交换机芯片，

其中，所述可编程逻辑控制器PLC利用所述交换机芯片通过所述环网接口依据环网协议进行通信。

实施例2.如实施例1所述的可编程逻辑控制器PLC，其中，所述环网协议包括RSTP协议、STP协议和/或MSTP协议。

实施例3.如实施例1所述的可编程逻辑控制器PLC，其中，所述环网接口包括两个或更多个RJ45接口。

实施例4.如实施例1所述的可编程逻辑控制器PLC，其中，所述可编程逻辑控制器PLC进一步包括用于将现场设备接入环网的接口。

实施例5.如实施例4所述的可编程逻辑控制器PLC，其中，所述用于将现场设备接入环网的接口包括RJ45接口。

实施例6.如实施例1所述的可编程逻辑控制器PLC，其中，所述可编程逻辑控制器PLC无需外接环网交换机。

实施例7.如实施例1所述的可编程逻辑控制器PLC，其中，所述可编程逻辑控制器PLC进一步包括中央处理器CPU、存储器及电源。

实施例8.一种可编程逻辑控制器PLC系统，其中，所述可编程逻辑控制器PLC系统包括多个可编程逻辑控制器PLC，所述多个可编程逻辑控制器PLC 组成一个或多个环网，其中每个所述可编程逻辑控制器PLC为根据实施例1 至7中任一项所述的可编程逻辑控制器PLC。

实施例9.如实施例8所述的可编程逻辑控制器PLC系统，其中，所述多个可编程逻辑控制器PLC中的第一子集组成第一环网，所述多个可编程逻辑控制器PLC中的第二子集组成第二环网。

实施例10.如实施例9所述的可编程逻辑控制器PLC系统，其中，所述第一环网之间通信的环网协议与所述第二环网之间通信的环网协议相同或不同。

Claims

1.一种可编程逻辑控制器PLC，其特征在于，所述可编程逻辑控制器PLC包括：

交换机芯片，以及

环网接口，连接到所述交换机芯片，

2.如权利要求1所述的可编程逻辑控制器PLC，其特征在于，所述环网协议包括RSTP协议、STP协议和/或MSTP协议。

3.如权利要求1所述的可编程逻辑控制器PLC，其特征在于，所述环网接口包括两个或更多个RJ45接口。

4.如权利要求1所述的可编程逻辑控制器PLC，其特征在于，所述可编程逻辑控制器PLC进一步包括用于将现场设备接入环网的接口。

5.如权利要求4所述的可编程逻辑控制器PLC，其特征在于，所述用于将现场设备接入环网的接口包括RJ45接口。

6.如权利要求1所述的可编程逻辑控制器PLC，其特征在于，所述可编程逻辑控制器PLC无需外接环网交换机。

7.如权利要求1所述的可编程逻辑控制器PLC，其特征在于，所述可编程逻辑控制器PLC进一步包括中央处理器CPU、存储器及电源。

8.一种可编程逻辑控制器PLC系统，其特征在于，所述可编程逻辑控制器PLC系统包括多个可编程逻辑控制器PLC，所述多个可编程逻辑控制器PLC组成一个或多个环网，其中每个所述可编程逻辑控制器PLC为根据权利要求1至7中任一项所述的可编程逻辑控制器PLC。

9.如权利要求8所述的可编程逻辑控制器PLC系统，其特征在于，所述多个可编程逻辑控制器PLC中的第一子集组成第一环网，所述多个可编程逻辑控制器PLC中的第二子集组成第二环网。

10.如权利要求9所述的可编程逻辑控制器PLC系统，其特征在于，所述第一环网之间通信的环网协议与所述第二环网之间通信的环网协议相同或不同。