一種基于新型串行總線(xiàn)的plc擴(kuò)展單元裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及通用工業(yè)控制設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于新型串行總線(xiàn)的PLC擴(kuò)展單元裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)外通用型PLC擴(kuò)展接口大多采用并行的接口，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要大量的CPU引腳支持，排線(xiàn)多易損壞，接口管腳多引起不可靠因素加大，成本也高。大多模塊供電靠5V供應(yīng)，因?yàn)榕啪€(xiàn)的長(zhǎng)度、排線(xiàn)的材質(zhì)限制，從而帶動(dòng)的模塊不多，需要大量模塊級(jí)聯(lián)時(shí)候，客戶(hù)還要購(gòu)買(mǎi)擴(kuò)展單元，這樣產(chǎn)品的成本大大上升。絕大廠家擴(kuò)展通信接口電路十分復(fù)雜，有的同品牌不同模塊的通信電路方案還不一樣，在不同機(jī)型間的可移植性不高、兼容性差，增加生產(chǎn)的工藝資源。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是為解決上述不足，提供一種基于新型串行總線(xiàn)的PLC擴(kuò)展單元裝置。
[0004]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種基于新型串行總線(xiàn)的PLC擴(kuò)展單元裝置，包括一個(gè)主機(jī)和N個(gè)擴(kuò)展單元，主機(jī)分別連接N個(gè)擴(kuò)展單元，每相鄰的兩個(gè)擴(kuò)展單元之間相互連接，所述的主機(jī)包括主機(jī)CPU單元、主機(jī)SSI通訊總線(xiàn)、SSI總線(xiàn)電源轉(zhuǎn)換、電源轉(zhuǎn)換單元、第一 BD單元和第二 BD單元，SSI總線(xiàn)電源轉(zhuǎn)換和電源轉(zhuǎn)換單元都連接主機(jī)CPU單元，主機(jī)SSI通訊總線(xiàn)連接電源轉(zhuǎn)換單元，第一 BD單元和第二 BD單元都連接電源轉(zhuǎn)換單元。
[0006]本實(shí)用新型還有這樣一些技術(shù)特征:
[0007]所述的N個(gè)擴(kuò)展單元都是相同的結(jié)構(gòu)，每一個(gè)擴(kuò)展單元包括擴(kuò)展單元CPU單元、擴(kuò)展單元SSI通訊總線(xiàn)和擴(kuò)展單元SSI總線(xiàn)電源轉(zhuǎn)換，擴(kuò)展單元SSI通訊總線(xiàn)和擴(kuò)展單元SSI總線(xiàn)電源轉(zhuǎn)換分別連接擴(kuò)展單元CPU單元。
[0008]所述的主機(jī)CPU單元采用STM32F103VE芯片。
[0009]所述的第一 BD單元和第二 BD單元都采用STM32F103C8芯片。
[0010]所述的擴(kuò)展單元CPU單元STM32F103C8芯片。
[0011]本實(shí)用新型具有如下有益的效果:
[0012]本實(shí)用新型高可靠、高兼容、連接單元數(shù)量多，硬件簡(jiǎn)潔、抗干擾良好，維護(hù)容易，性?xún)r(jià)比高，精度高，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，設(shè)置單獨(dú)枚舉控制信號(hào)線(xiàn)，確保每次上電時(shí)模塊能可靠枚舉。在任何設(shè)備斷電的情況下，保證總線(xiàn)上模組不錯(cuò)位，采用高速4.5MHZ差分串行信號(hào)傳輸，大大提升信號(hào)傳輸?shù)男旁氡群托盘?hào)完整性，在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型的主機(jī)SSI時(shí)間通訊總線(xiàn)電路圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型的主機(jī)SSI數(shù)據(jù)通訊總線(xiàn)電路圖；
[0016]圖4為本實(shí)用新型的主機(jī)信號(hào)整形電路圖；
[0017]圖5為本實(shí)用新型的脈沖級(jí)聯(lián)電路圖；
[0018]圖6為本實(shí)用新型的BD信號(hào)整形原理圖；
[0019]圖7為本實(shí)用新型的擴(kuò)展單元SSI時(shí)間通訊總線(xiàn)電路圖；
[0020]圖8為本實(shí)用新型的擴(kuò)展單元SSI數(shù)據(jù)通訊總線(xiàn)電路圖；
[0021]圖9為本實(shí)用新型的擴(kuò)展單元使能信號(hào)整形原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明:
[0023]如圖1所示，一種基于新型串行總線(xiàn)的PLC擴(kuò)展單元裝置，包括一個(gè)主機(jī)I和N個(gè)擴(kuò)展單元2，主機(jī)I分別連接N個(gè)擴(kuò)展單元2，每相鄰的兩個(gè)擴(kuò)展單元2之間相互連接，所述的主機(jī)I包括主機(jī)CPU單元3、主機(jī)SSI通訊總線(xiàn)4、SSI總線(xiàn)電源轉(zhuǎn)換5、電源轉(zhuǎn)換單元6、第一 BD單元7和第二 BD單元8，SSI總線(xiàn)電源轉(zhuǎn)換5和電源轉(zhuǎn)換單元6都連接主機(jī)CPU單元3，主機(jī)SSI通訊總線(xiàn)4連接電源轉(zhuǎn)換單元6，第一 BD單元7和第二 BD單元8都連接電源轉(zhuǎn)換單元6，N個(gè)擴(kuò)展單元2都是相同的結(jié)構(gòu)，每一個(gè)擴(kuò)展單元2包括擴(kuò)展單元CPU單元9、擴(kuò)展單元SSI通訊總線(xiàn)10和擴(kuò)展單元SSI總線(xiàn)電源轉(zhuǎn)換11，擴(kuò)展單元SSI通訊總線(xiàn)10和擴(kuò)展單元SSI總線(xiàn)電源轉(zhuǎn)換11分別連接擴(kuò)展單元CPU單元9，主機(jī)CPU單元采用STM32F103VE芯片，第一 BD單元和第二 BD單元都采用STM32F103C8芯片，擴(kuò)展單元CPU單元 STM32F103C8 芯片。
[0024]該新型串行總線(xiàn)時(shí)鐘和數(shù)據(jù)均采用高速4.5MHZ差分串行信號(hào)傳輸，大大提升信號(hào)傳輸?shù)男旁氡群托盘?hào)完整性。總線(xiàn)配備傳輸?shù)氖鼓苄盘?hào)與總線(xiàn)流控信號(hào)，跟總線(xiàn)時(shí)序緊密配合，避免沖突；設(shè)置單獨(dú)枚舉控制信號(hào)線(xiàn)，確保每次上電時(shí)單元能可靠枚舉。在任何設(shè)備斷電的情況下，保證總線(xiàn)上模組不錯(cuò)位。不用擴(kuò)展電源能接20多個(gè)模擬量擴(kuò)展模塊。10個(gè)左右的輸入/輸出單元。工作時(shí)隨意調(diào)換單元，單元損壞將停止工作，設(shè)計(jì)獨(dú)具特色的OFFLINE 機(jī)制。
[0025]本擴(kuò)展單元采用總線(xiàn)上24V供電，電壓高小電流，在同功率同樣線(xiàn)徑情況下?lián)p耗比5V供電小23倍，對(duì)模擬量和輸入型單元，從數(shù)量上比5V供電型單元多。
[0026]PLC主機(jī)和配套的擴(kuò)展單元串行總線(xiàn)的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)均用4.5M差分形式傳輸，相比傳統(tǒng)單端式大大提升信噪比、信號(hào)完整性?？偩€(xiàn)傳輸?shù)氖鼓苄盘?hào)線(xiàn)均為單向傳輸，跟總線(xiàn)時(shí)序緊密配合，該接口通訊形式稱(chēng)為SSI。
[0027]應(yīng)用期間，若其中某一個(gè)單元脫離了模塊組或失電，則該單元前的所有單元依舊照常工作。若其中某一個(gè)單元的CPU損壞，它通常是使能部分低電平輸出，如BUSY低電平輸出，將通過(guò)上級(jí)單元的級(jí)聯(lián)，反映到主機(jī)，讓所有單元停止工作。又如reset低電平輸出，讓下級(jí)所有單元一直復(fù)位不工作。再如從芯片輸出的片選信號(hào)低電平，經(jīng)過(guò)三極管反向?yàn)楦?三極管通常很難損壞)，讓下一個(gè)單元“低有效片選”的模塊不響應(yīng)等；假如在單元組工作時(shí)，把兩個(gè)單元調(diào)換，CPU讀取到各單元CPU的ID順序跟枚舉的不同，BUSY變低，所有單元停止響應(yīng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于新型串行總線(xiàn)的PLC擴(kuò)展單元裝置，包括一個(gè)主機(jī)和N個(gè)擴(kuò)展單元，主機(jī)分別連接N個(gè)擴(kuò)展單元，每相鄰的兩個(gè)擴(kuò)展單元之間相互連接，其特征在于:所述的主機(jī)包括主機(jī)CPU單元、主機(jī)SSI通訊總線(xiàn)、SSI總線(xiàn)電源轉(zhuǎn)換、電源轉(zhuǎn)換單元、第一 BD單元和第二BD單元，SSI總線(xiàn)電源轉(zhuǎn)換和電源轉(zhuǎn)換單元都連接主機(jī)CPU單元，主機(jī)SSI通訊總線(xiàn)連接電源轉(zhuǎn)換單元，第一 BD單元和第二 BD單元都連接電源轉(zhuǎn)換單元。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于新型串行總線(xiàn)的PLC擴(kuò)展單元裝置，其特征在于:所述的N個(gè)擴(kuò)展單元都是相同的結(jié)構(gòu)，每一個(gè)擴(kuò)展單元包括擴(kuò)展單元CPU單元、擴(kuò)展單元SSI通訊總線(xiàn)和擴(kuò)展單元SSI總線(xiàn)電源轉(zhuǎn)換，擴(kuò)展單元SSI通訊總線(xiàn)和擴(kuò)展單元SSI總線(xiàn)電源轉(zhuǎn)換分別連接擴(kuò)展單元CPU單元。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于新型串行總線(xiàn)的PLC擴(kuò)展單元裝置，其特征在于:所述的主機(jī)CPU單元采用STM32F103VE芯片。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于新型串行總線(xiàn)的PLC擴(kuò)展單元裝置，其特征在于:所述的第一 BD單元和第二 BD單元都采用STM32F103C8芯片。
5.如權(quán)利要求2所述的一種基于新型串行總線(xiàn)的PLC擴(kuò)展單元裝置，其特征在于:所述的擴(kuò)展單元CPU單元STM32F103C8芯片。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種基于新型串行總線(xiàn)的PLC擴(kuò)展單元裝置，包括一個(gè)主機(jī)和N個(gè)擴(kuò)展單元，主機(jī)分別連接N個(gè)擴(kuò)展單元，每相鄰的兩個(gè)擴(kuò)展單元之間相互連接，所述的主機(jī)包括主機(jī)CPU單元、主機(jī)SSI通訊總線(xiàn)、SSI總線(xiàn)電源轉(zhuǎn)換、電源轉(zhuǎn)換單元、第一BD單元和第二BD單元，SSI總線(xiàn)電源轉(zhuǎn)換和電源轉(zhuǎn)換單元都連接主機(jī)CPU單元，主機(jī)SSI通訊總線(xiàn)連接電源轉(zhuǎn)換單元，第一BD單元和第二BD單元都連接電源轉(zhuǎn)換單元，本實(shí)用新型高可靠、高兼容、連接單元數(shù)量多，硬件簡(jiǎn)潔、抗干擾良好，維護(hù)容易，性?xún)r(jià)比高，精度高，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。
【IPC分類(lèi)】G05B19-05
【公開(kāi)號(hào)】CN204406134
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420853323
【發(fā)明人】王偉, 黃繼波, 許章赫, 李祥
【申請(qǐng)人】福州富昌維控電子科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2014年12月30日