本實用新型實施例屬于PLC(Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種PLC系統(tǒng)及其主從連接結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

在PLC系統(tǒng)中，PLC系統(tǒng)通常包括CPU(Central Processing Unit，中央處理器)模塊和I/O(Input/Output，輸入輸出)模塊、電源模塊等其他模塊，其他模塊的數(shù)量可以根據(jù)實際需要進行擴展。PLC系統(tǒng)的CPU模塊作為主機，其他各模塊作為從機，主機與各從機之間采用總線通訊的方式進行數(shù)據(jù)交互。

然而，現(xiàn)有的僅通過SPI總線來實現(xiàn)PLC系統(tǒng)的主機和從機之間的數(shù)據(jù)交互的通訊方式存在通訊速率低、抗干擾能力弱等缺陷，無法適應(yīng)逐漸提高的行業(yè)發(fā)展要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型實施例提供一種PLC系統(tǒng)及其主從連接結(jié)構(gòu)，通過提供一種改進的PLC系統(tǒng)的主從連接結(jié)構(gòu)，可以有效提高PLC系統(tǒng)的主機和從機之間的通訊速率、增強抗干擾能力且成本低廉、易于實現(xiàn)。

本實用新型實施例一方面提供一種PLC系統(tǒng)的主從連接結(jié)構(gòu)，所述PLC系統(tǒng)包括主機和多個從機，所述主機的數(shù)據(jù)交互接口和所述多個從機的數(shù)據(jù)交互接口均連接至通信總線，所述主機的地址信號接口和所述多個從機的地址信號接口通過數(shù)據(jù)線依次串接；

所述主機上電時輸出地址信號，并通過所述數(shù)據(jù)線將所述地址信號依次傳遞至每個從機，為每個從機分配地址；所述主機與每個從機之間均通過所述通信總線傳遞差分信號，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。

優(yōu)選的，所述主機的數(shù)據(jù)交互接口和所述多個從機的數(shù)據(jù)交互接口均為SPI接口，所述通信總線為SPI總線，所述主機和所述多個從機之間通過所述SPI總線傳輸三對差分信號，所述主機的數(shù)據(jù)交互接口和所述多個從機的數(shù)據(jù)交互接口各通過一個差分信號轉(zhuǎn)換模塊連接至所述通信總線。

優(yōu)選的，所述主機的SPI接口的SDI端和每個從機的SPI接口的SDI端之間通過所述SPI總線中的SDI線傳輸所述三對差分信號中的第一對差分信號，所述主機的SPI接口的SDO端和每個從機的SPI接口的SDO端之間通過所述SPI總線中的SDO線傳輸所述三對差分信號中的第二對差分信號，所述主機的SPI接口的SCLK端和每個從機的SPI接口的SCLK端之間通過所述SPI總線中的SCLK線傳輸所述三對差分信號中的第三對差分信號。

優(yōu)選的，所述主機的數(shù)據(jù)交互接口和所述多個從機的數(shù)據(jù)交互接口均為異步串行通信接口，所述通信總線為異步串行通信總線。

優(yōu)選的，所述異步串行通信接口為RS485接口或RS422接口，所述異步串行通信總線為與所述異步串行通信接口對應(yīng)的RS485總線或RS422總線。

優(yōu)選的，所述異步串行通信接口為RS485接口，所述異步串行通信總線為RS485總線；

所述主機的RS485接口的數(shù)據(jù)接受正端和每個從機的RS485接口的數(shù)據(jù)接受正端之間通過所述RS485總線中的A線傳輸所述差分信號中的正相信號，所述主機的RS485接口的數(shù)據(jù)接受負(fù)端和每個從機的RS485接口的數(shù)據(jù)接受負(fù)端之間通過所述RS485總線中的B線傳輸所述差分信號中的反相信號。

優(yōu)選的，所述主機的地址信號接口和所述多個從機的地址信號接口均為I/O接口。

本實用新型實施例另一方面還提供一種PLC系統(tǒng)，其包括上述的PLC系統(tǒng)的主從連接結(jié)構(gòu)。

本實用新型實施例通過提供一種改進的PLC系統(tǒng)的主從連接結(jié)構(gòu)，通過通信總線在主機和從機之間傳輸差分信號，以實現(xiàn)主機和從機之間的數(shù)據(jù)交互，通過數(shù)據(jù)線將主機輸出的地址信號傳輸至從機，為從機分配地址，可以有效提高PLC系統(tǒng)的主機和從機之間的通訊速率、增強抗干擾能力且成本低廉、易于實現(xiàn)。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型的一個實施例提供的PLC系統(tǒng)的主從連接結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本實用新型的一個實施例提供的PLC系統(tǒng)的主從連接結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是本實用新型的一個實施例提供的PLC系統(tǒng)的主從連接結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型方案，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分的實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本實用新型保護的范圍。

本實用新型的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“包括”以及它們?nèi)魏巫冃?，意圖在于覆蓋不排他的包含。

如圖1所示，本實用新型的一個實施例提供一種PLC系統(tǒng)的主從連接結(jié)構(gòu)，該PLC系統(tǒng)包括主機10和多個從機(本實施例中將多個從機分別表示為21、22……2N)。

在具體應(yīng)用中，從機的數(shù)量也可以是一個或者兩個。

如圖1所示，本實施例所提供的PLC系統(tǒng)的主機和從機之間的連接關(guān)系為：

主機10的數(shù)據(jù)交互接口和多個從機21～2N的數(shù)據(jù)交互接口均連接至通信總線30，主機10的地址信號接口和多個從機21～2N的地址信號接口通過數(shù)據(jù)線40依次串接。

在本實施例中，通信總線30用于傳輸一對差分信號，差分信號包括一對相位相反的正相信號(圖1中表示為D+)和反相信號(圖1中表示為D-)，因此，對應(yīng)的，通信總線30也包括分別用于傳輸正相信號和反相信號的兩根信號線。

在具體應(yīng)用中，通信總線具體可以為同步串行通信總線或異步串行通信總線，例如SPI(Serial Peripheral Interface，串行外設(shè)接口)總線、RS485總線或RS422總線，對應(yīng)的，數(shù)據(jù)交互接口具體可以為SPI接口、RS485接口或RS422接口；地址信號接口具體可以為I/O接口。

在具體應(yīng)用中，PLC系統(tǒng)還包括與通信總線連接的差分?jǐn)?shù)據(jù)處理芯片，用于控制差分信號的傳輸。

本實施例所提供的PLC系統(tǒng)的主從連接結(jié)構(gòu)的工作原理為：

主機上電時輸出地址信號，并通過數(shù)據(jù)線將地址信號依次傳遞至每個從機，為每個從機分配地址；主機與每個從機之間均通過通信總線傳遞差分信號，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。

本實施例通過提供一種改進的PLC系統(tǒng)的主從連接結(jié)構(gòu)，通過通信總線在主機和從機之間傳輸差分信號，以實現(xiàn)主機和從機之間的數(shù)據(jù)交互，通過數(shù)據(jù)線將主機輸出的地址信號傳輸至從機，為從機分配地址，可以有效提高PLC系統(tǒng)的主機和從機之間的通訊速率、增強抗干擾能力且成本低廉、易于實現(xiàn)。

如圖2所示，在本實用新型的一個實施例中，主機10的數(shù)據(jù)交互接口和多個從機21～2N(即21、22……2N共N個從機)的數(shù)據(jù)交互接口均為SPI接口，通信總線30為SPI總線，主機10的地址信號接口和多個從機21～2N的地址信號接口均為I/O接口，主機10和多個從機21～2N之間通過SPI總線傳輸三對差分信號(圖2中三對差分信號分別表示為D1+、D1-，D2+、D2-和D3+、D3-)，主機10的數(shù)據(jù)交互接口和多個從機21～2N的數(shù)據(jù)交互接口各通過一個差分信號轉(zhuǎn)換模塊連接至通信總線30(圖2中與每個數(shù)據(jù)交互接口對應(yīng)的差分信號轉(zhuǎn)換模塊分別表示為40、41、42……4N)。

在具體應(yīng)用中，由于SPI接口不能直接生成差分信號，因此需要在SPI接口的數(shù)據(jù)輸出端連接一個差分信號轉(zhuǎn)換模塊來將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為差分信號，每個SPI接口所對應(yīng)的差分信號轉(zhuǎn)換模塊均可以屬于其對應(yīng)的主機或從機的一部分(即差分信號轉(zhuǎn)換模塊與其對應(yīng)的主機或從機一體化設(shè)置)，也可以獨立于其對應(yīng)的主機或從機之外設(shè)置(即差分信號轉(zhuǎn)換模塊作為其對應(yīng)的主機或從機的外設(shè)設(shè)備存在)。

在具體應(yīng)用中，差分信號轉(zhuǎn)換模塊具體可以是差分信號轉(zhuǎn)換器或者差分芯片，也可以通過其他具有差分信號轉(zhuǎn)換功能的集成電路或者芯片來實現(xiàn)，具體可以根據(jù)實際需要進行選擇，本實施例中不對差分信號轉(zhuǎn)換模塊的的具體類型作特別限定。

主機的SPI接口的SDI(主設(shè)備數(shù)據(jù)輸入)端通過SPI總線中的SDI線分別與每個從機的SPI接口的SDI端連接，SPI總線中的SDI線用于傳輸所述三對差分信號中的第一對差分信號；主機的SPI接口的SDO(主設(shè)備數(shù)據(jù)輸出)端通過SPI總線中的SDO線和每個從機的SPI接口的SDO端連接，SPI總線中的SDO線用于傳輸所述三對差分信號中的第二對差分信號；主機的SPI接口的SCLK(時鐘信號)端和每個從機的SPI接口的SCLK端連接，SPI總線中的SCLK線傳輸所述三對差分信號中的第三對差分信號。其中，第一對差分信號和第二對差分信號均為通信數(shù)據(jù)信號，第三對差分信號為時鐘信號。

本實施例通過采用同步串行通信接口來實現(xiàn)主機和從機之間的數(shù)據(jù)交互，可以將數(shù)據(jù)通信速率提高至12MHZ，并且抗干擾能力強，成本低廉，易于實現(xiàn)，可以有效提高數(shù)據(jù)傳輸速率，并且抗干擾能力強。

如圖3所示，在本實用新型的一個實施例中，主機10的數(shù)據(jù)交互接口和多個從機21～2N的數(shù)據(jù)交互接口均為RS485接口，通信總線30均為RS485總線，主機10的地址信號接口和多個從機21～2N的地址信號接口均為I/O接口。

主機的RS485接口的數(shù)據(jù)接受正端通過RS485總線中的A線分別與每個從機的RS485接口連接，RS485總線中的A線用于傳輸差分信號中的正相信號，主機的RS485接口的數(shù)據(jù)接受負(fù)端通過RS485總線中的B線分別與每個從機的RS485接口連接，RS485總線中的B線用于傳輸差分信號中的反相信號。

在具體應(yīng)用中，RS485接口還可以等效替換為RS422接口，同理RS485總線還可以等效替換為RS422總線。

本實施例通過采用異步串行通信接口來實現(xiàn)主機和從機之間的數(shù)據(jù)交互，可以將數(shù)據(jù)通信速率提高至10MHZ，并且成本低廉，易于實現(xiàn)。

本實用新型的上述實施例提供的PLC系統(tǒng)的主從連接結(jié)構(gòu)，通過使主機通過通信總線分別與每個從機連接并傳輸差分信號，不存在傳統(tǒng)的通過串接方式依次傳輸數(shù)據(jù)信號的PLC系統(tǒng)中存在的信號延時問題，不同從機之間的數(shù)據(jù)信號不會產(chǎn)生干擾，因此可以有效提高數(shù)據(jù)傳輸效率，抗干擾能力強，還可以有效提高系統(tǒng)的單位有效數(shù)據(jù)吞吐量。

本實用新型的一個實施例還提供一種PLC系統(tǒng)，包括上述任一實施例所提供的PLC系統(tǒng)的主從連接結(jié)構(gòu)。

需要說明的是，本發(fā)明所有實施例中的連接關(guān)系并非實際意義上的直接通過相應(yīng)的實體數(shù)據(jù)線所實現(xiàn)的物理連接關(guān)系，而是指的在數(shù)據(jù)傳輸方式上符合上述邏輯關(guān)系的邏輯連接關(guān)系。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。