CN216772224U - 手动定址式从站控制模块 - Google Patents

Abstract

一种手动定址式从站控制模块，主要包括：一通过EtherCAT传输控制的电路板，采用MCU微控制器的SPI及IO与AX58200从站芯片进行EtherCAT实时数据通讯，其中MCU可通过指拨开关的调整选择每个从站IP宣告位置，经MCU微控制器外部强制写入回Master主站控制器。AX58200可根据MCU的命令进行相应的设置回应至Master，并采用桥接器分离IO控制扩充模块，辅以安全隔离保护元件设计，包括：控制器、光耦合器、继电器、浪涌抑制器、逆电流消除器等，整体有效设计可达到快速故障维修替换及主程序板故障回报，大幅减少研发成本，并达到各个模块开发时程与扩充可能性。

Description

手动定址式从站控制模块

技术领域

本实用新型涉及实时数据通讯控制的技术领域，尤其涉及一种手动定址式从站控制模块。

背景技术

网络科技日新月异发展迅速，以太网通讯中的EtherCAT汇流排是一种高性能汇流排，被广泛应用于现场设备控制的高速数据传输，系统优点具有即时性能及拓扑的灵活性，可满足小型化和扩充升级的需求、方便远端IO模块控制、有效降低生产成本。

传统架构EtherCAT总线与主站连接；每一个从站控制模块用于按照一定的时序依次通过多个输入输出模块采集到多个现场设备的信息，并将采集到的多个现场设备的信息封装后发送到原本的Master主站，每个从站控制模块还用于接收原Master主站发送的控制消息，对所述控制消息进行处理，并将处理后的控制消息按照一定的时序依次输出到多个输入输出模块，以相对应于控制多个现场设备动作。

但是，传统的EtherCAT架构其从站设计必须依附在原有现场设备的主机板上，机动性欠佳无法达到各站独立运作，且原配线若另有需要安装保护，包括：光耦合器、继电器、浪涌抑制器、逆电流消除器等零件保护设计须自行额外配线加装，整体研发上成本较高，且若突遇外力因素或因机台漏电造成各从站损毁，实际并无法快速进行维修，这是其主要缺点。

另外，传统的EtherCAT架构设计上尚欠完善，从站模块均需配线安装及设定上既繁复又费时，尤其若有扩充新增从站模块后，整个系统必须再重新设定分配IP，会增加现场安装及主控端程序检查作业上的麻烦，造成通信上时效无法有效提高速度，这是其另一缺点。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的，在于提供一种手动定址式从站控制模块，主要包括：一通过EtherCAT传输控制的电路板，其上设有一电源供应单元，以连接一MCU微控制器及一AX58200从站芯片，该MCU微控制器对外设一网络接线入口及一网络接线出口，该MCU微控制器一端设有多个LED灯，该MCU微控制器另一端连接该AX58200从站芯片处设有二个十六进制指拨开关，其中该MCU微控制器及该AX58200从站芯片均具有独立光耦合器以隔离安全保护，该AX58200从站芯片对外设置多个IO控制引脚以供扩充使用；

其中该MCU微控制器的多个IO引脚D1～D32与该AX58200从站芯片电气相连，该MCU微控制器的SPI传输引脚经由该二个十六进制指拨开关与该AX58200从站芯片电气相连，使该MCU微控制器与该AX58200从站芯片进行EtherCAT实时数据通讯；

其中该MCU微控制器通过该二个十六进制指拨开关的调整选择每个从站IP宣告位置，通过MCU微控制器外部强制写入回Master主站控制器，并使AX58200从站芯片可根据MCU微控制器的命令进行相应的设置回应至Master主站控制器，以及；

其中，该多个IO控制引脚通过桥接器连接以下一种扩充模块，至少包含：光耦合IO模块、继电器IO模块、固态继电器IO模块、类比IO模块、传感器IO模块、或回路保护模块。

较佳实施，其中该桥接器所连接的该扩充模块上进一步设有以下一种安全隔离保护元件，至少包括：控制器、光耦合器、继电器、浪涌抑制器、或逆电流消除器。

较佳实施，其中该电路板的一端设有该网络接线入口及该网络接线出口，该电路板的另一端设有该二个十六进制指拨开关及一电源接线座，该多个LED灯设在该电路板的一侧边，在该电路板另一侧边上则突出设置成排的该多个IO控制引脚以供扩充使用。

与现有技术相比，本实用新型手动定址式从站控制模块及其应用方法，整体设计简单实用性甚佳，其优点为，通过手动定址式从站控制模块的桥接器可分别制作不同控制扩充需求，能大幅降低各从站的研发成本，大幅减少额外自行配线时间与现场检测，故障损毁亦可快速维修更换，达到真正省配线，省工时，好维修之实用效果；而通过该指拨开关则可快速调整选定每个从站IP宣告位置，使从站方便机动增减配置进行传输控制，每一从站独立运算及时回传Master主站控制器，能减少主机运算负担并有效提高通信速度。

附图说明

图1为本实用新型手动定址式从站控制模块的方块图。

图2为本实用新型手动定址式从站控制模块电路板的外观图。

图3本实用新型模块的应用例图。

图4本实用新型模块应用例的方块图。

图5本实用新型模块应用方法的流程图。

符号说明：

100：手动定址式从站控制模块

10：电路板

11：电源供应单元

111：电源接线座

12：MCU微控制器

121：网络接线入口

122：网络接线出口

123：IO引脚

124：SPI传输引脚

125：十六进制指拨开关

13：AX58200从站芯片

131：IO控制引脚

14：LED灯

15：光耦合器

20：扩充模块

21：桥接器

25：安全隔离保护元件

50：主站控制器

510：从站。

具体实施方式

为方便了解本实用新型之内容，及所能达成之功效，在此配合图式列举具体实施例，详细说明如下：如图1至图4所示，本实用新型所提供的一种手动定址式从站控制模块100，包括：一通过EtherCAT传输控制的电路板10，其上设有一电源供应单元11，以连接一MCU微控制器12及一AX58200从站芯片13，该MCU微控制器12对外设置一网络接线入口121及一网络接线出口122，该MCU微控制器12一端设有多个LED灯14，该MCU微控制器12另一端连接该AX58200从站芯片13处设有二个十六进制指拨开关125，其中该MCU微控制器12及该AX58200从站芯片13均具有独立光耦合器15隔离安全保护，该AX58200从站芯片13对外设置多个IO控制引脚131以供扩充使用；

在一较佳的实施例中，其中该电路板10的一端设有该网络接线入口121及该网络接线出口122，该电路板10的另一端设有该二个十六进制指拨开关125及一电源接线座111，该多个LED灯14设在该电路板10的一侧边，在该电路板10另一侧边上则突出设置成排的该多个IO控制引脚131以供扩充使用。

在一较佳的实施例中，其中该MCU微控制器12的多个IO引脚123D1～D32与该AX58200从站芯片13电气相连，该MCU微控制器12的SPI传输引脚124经由该二个十六进制指拨开关125与该AX58200从站芯片13电气相连，使该MCU微控制器12与该AX58200从站芯片13进行EtherCAT实时数据通讯；

在一较佳的实施例中，其中该MCU微控制器12通过该二个十六进制指拨开关125的调整选择每个从站510IP宣告位置，通过MCU微控制器12外部强制写入回Master主站控制器50，并使AX58200从站芯片13可根据MCU微控制器12的命令进行相应的设置回应至Master主站控制器50，以及；

在一较佳的实施例中，其中该多个IO控制引脚131通过桥接器21连接以下一种扩充模块20，至少包含：光耦合IO模块、继电器IO模块、固态继电器IO模块、类比IO模块、传感器IO模块、或回路保护模块，但实际并不以此为限。

在一较佳的实施例中，其中该桥接器21所连接的该扩充模块20上进一步设有以下一种安全隔离保护元件25，至少包括：控制器、光耦合器、继电器、浪涌抑制器、或逆电流消除器，但实际并不以此为限。

在一较佳的实施例中，如图1至图5所示，本实用新型一种手动定址式从站控制模块100的应用方法，包括：

建构一Master主站控制器50，通过EtherCAT总线分布至A、B…N各个从站510的IO控制系统，该每一从站510均采用一桥接式的手动定址式从站控制模块100，其主要在一EtherCAT传输控制的电路板10上，设有一电源供应单元11，以连接一MCU微控制器12及一AX58200从站芯片13，该MCU微控制器12对外设置一网络接线入口121及一网络接线出口122，该MCU微控制器12一端设有多个LED灯14，该MCU微控制器12另一端连接该AX58200从站芯片13处设有二个十六进制指拨开关125，其中该MCU微控制器12及该AX58200从站芯片13均具有独立光耦合器15以隔离安全保护，该AX58200从站芯片13对外设置多个IO控制引脚131以供扩充使用，并执行以下之控制方法：

S101.将该MCU微控制器12的多个IO引脚123D1～D32与该AX58200从站芯片13电气相连，该MCU微控制器12的SPI传输引脚124经由该二个十六进制指拨开关125与该AX58200从站芯片13电气相连，使该MCU微控制器12与该AX58200从站芯片13进行EtherCAT实时数据通讯；

S102.将该MCU微控制器12通过该二个十六进制指拨开关125的调整选择每个从站510IP宣告位置，通过MCU微控制器12外部强制写入回Master主站控制器50，并使AX58200从站芯片13可根据MCU微控制器12的命令进行相应的设置回应至Master主站控制器50，以及；

S103.将多个IO控制引脚131通过桥接器21连接以下一种扩充模块20，至少包含：光耦合IO模块、继电器IO模块、固态继电器IO模块、类比IO模块、传感器IO模块、或回路保护模块；

在一较佳的实施例中，其中该桥接器21所连接的该扩充模块20上进一步设有以下一种安全隔离保护元件25，至少包括：控制器、光耦合器、继电器、浪涌抑制器、或逆电流消除器。

借此，使本实用新型整合应用时，可通过手动定址式从站控制模块100的桥接器21分别连接各种扩充模块20制作不同控制扩充需求，故能大幅降低各从站510的研发成本，大幅减少额外自行配线时间，与现场检测相关之问题，如遇故障损毁亦可快速维修更换，维修更换成本也能大幅减少，达到真正省配线，省工时，好维修之实用效果。

另外，通过本实用新型手动定址式从站控制模块100的指拨开关125可供快速调整选定每个从站510IP宣告位置，使每一从站510都具有一固定IP位置，可方便从站510机动增减的配置进行传输控制，每一从站510独立运算及时回传Master主站控制器50，除了能方便安装扩充及维修之外，并能减少主机运算负担有效提高通信速度。

综上所述，本实用新型新颖实用完全符合专利要件，于是提出实用新型专利申请。只是以上所述者，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施之范围；故凡依本实用新型权利要求书及创作说明书内容所作之等效变化与修饰，皆应属本实用新型专利涵盖之范围内。

Claims (3)

1.一种手动定址式从站控制模块，包括：一通过EtherCAT传输控制的电路板，其上设有一电源供应单元，以连接一MCU微控制器及一AX58200从站芯片，该MCU微控制器对外设置一网络接线入口及一网络接线出口，该MCU微控制器一端设有多个LED灯，该MCU微控制器另一端连接该AX58200从站芯片处设有二个十六进制指拨开关，其中该MCU微控制器及该AX58200从站芯片均具有独立光耦合器隔离安全保护，该AX58200从站芯片对外设置多个IO控制引脚以供扩充使用；

其中该MCU微控制器的多个IO引脚D1～D32与该AX58200从站芯片电气相连，该MCU微控制器的SPI传输引脚经由该二个十六进制指拨开关与该AX58200从站芯片电气相连，使该MCU微控制器与该AX58200从站芯片进行EtherCAT实时数据通讯；

其中该MCU微控制器通过该二个十六进制指拨开关的调整选择每个从站IP宣告位置，通过MCU微控制器外部强制写入回Master主站控制器，并使AX58200从站芯片可根据MCU微控制器的命令进行相应的设置回应至Master主站控制器，以及；

其中，该多个IO控制引脚通过桥接器连接以下一种扩充模块，至少包含：光耦合IO模块、继电器IO模块、固态继电器IO模块、类比IO模块、传感器IO模块、或回路保护模块。

2.如权利要求1所述的手动定址式从站控制模块，其特征在于，该桥接器所连接的该扩充模块上进一步设有以下一种安全隔离保护元件，至少包括：控制器、光耦合器、继电器、浪涌抑制器、或逆电流消除器。

3.如权利要求1所述的手动定址式从站控制模块，其特征在于，该电路板的一端设有该网络接线入口及该网络接线出口，该电路板的另一端设有该二个十六进制指拨开关及一电源接线座，该多个LED灯设在该电路板的一侧边，在该电路板另一侧边上则突出设置成排的该多个IO控制引脚以供扩充使用。

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