一種可編程邏輯控制器和可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種可編程邏輯控制器和可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。所述可編程邏輯控制器包括身份信息存儲單元和近場通信單元，其中：身份信息存儲單元，用于存儲該可編程邏輯控制器的身份信息；近場通信單元，用于發(fā)送該可編程邏輯控制器的身份信息，和/或接收其他可編程邏輯控制器的身份信息。通過近場無線傳輸技術(shù)實現(xiàn)可編程邏輯控制器系統(tǒng)的組網(wǎng)解決方案，無需連接器或電纜，提高了組網(wǎng)的可靠性。
【專利說明】一種可編程邏輯控制器和可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)電子裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種可編程邏輯控制器和可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]可編程邏輯控制器(PLC)是一種為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用設(shè)計的數(shù)字運算操作電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備通常都按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴展其功能的原則而設(shè)計。
[0003]PLC系統(tǒng)一般比較復(fù)雜，需要許多設(shè)備在系統(tǒng)中同時組網(wǎng)工作。因此，需要有針對PLC設(shè)備的組網(wǎng)方案。目前在PLC應(yīng)用領(lǐng)域中，通常通過以太網(wǎng)、RS485/232等通信接口來實現(xiàn)各個PLC設(shè)備之間的組網(wǎng)，需要利用RJ45、DB9等連接器和/或通信電纜將各個設(shè)備連接。比如，在目前的組網(wǎng)方式中，子模塊和主模塊之間通過連接器連接，而主模塊之間通過通信電纜連接。然而，經(jīng)過多次拔插之后，連接器和電纜都容易產(chǎn)生接觸不良，造成通信不穩(wěn)定，這就降低了組網(wǎng)的可靠性。
[0004]另外，在現(xiàn)有技術(shù)的組網(wǎng)過程中，還需要用戶在軟件中自行針對各個PLC設(shè)備分配ID號、地址以及確定主從關(guān)系等。這個過程非常繁瑣，只有專業(yè)的工程師才能熟練操作，因此這也不利于PLC的廣泛應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實施方式提出一種可編程邏輯控制器，提高組網(wǎng)的可靠性。
[0006]本發(fā)明實施方式提出一種可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，提高組網(wǎng)的可靠性。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下:
[0008]一種可編程邏輯控制器，包括身份信息存儲單元和近場通信單元，其中:身份信息存儲單元，用于存儲該可編程邏輯控制器的身份信息；近場通信單元，用于發(fā)送該可編程邏輯控制器的身份信息，和/或接收其他可編程邏輯控制器的身份信息。
[0009]所述可編程邏輯控制器的身份信息包括:可編程邏輯控制器的名稱、可編程邏輯控制器的功能或可編程邏輯控制器的點數(shù)。
[0010]所述可編程邏輯控制器進一步包括組網(wǎng)單元，該組網(wǎng)單元用于根據(jù)所述其他可編程邏輯控制器的身份信息，建立與所述其他可編程邏輯控制器的網(wǎng)絡(luò)連接。
[0011]所述可編程邏輯控制器進一步包括身份信息識別單元，該身份信息識別單元用于設(shè)置身份信息名單，并根據(jù)所述身份信息名單對接收到的其他可編程邏輯控制器身份信息進行認(rèn)證。
[0012]所述可編程邏輯控制器為主模塊或子模塊，所述子模塊為擴展數(shù)字量模塊或模擬量模塊。
[0013]所述可編程邏輯控制器進一步包括無線通信單元，用于在組網(wǎng)完成后在可編程邏輯控制器間進行數(shù)據(jù)交換。
[0014]一種可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括主模塊和子模塊，其中:子模塊，用于通過近場通信方式發(fā)送自身的身份信息；主模塊，用于通過近場通信方式接收子模塊的身份信息，并根據(jù)所述子模塊的身份信息，建立與所述子模塊的網(wǎng)絡(luò)連接。
[0015]子模塊的身份信息包括:子模塊的名稱、子模塊的功能或子模塊的點數(shù)。
[0016]所述子模塊包括身份信息存儲單元和近場通信單元，其中:身份信息存儲單元，用于存儲該子模塊的身份信息；近場通信單元，用于發(fā)送該子模塊的身份信息。
[0017]所述主模塊包括身份信息存儲單元、近場通信單元和組網(wǎng)單元，其中:身份信息存儲單元，用于存儲該主模塊的身份信息；近場通信單元，用于接收子模塊的身份信息；組網(wǎng)單元，用于根據(jù)所述子模塊的身份信息，建立與所述子模塊的網(wǎng)絡(luò)連接。
[0018]所述主模塊進一步包括身份信息識別單元:該身份信息識別單元用于設(shè)置身份信息名單，并根據(jù)所述身份信息名單對接收到的子模塊身份信息進行過濾。
[0019]所述主模塊和子模塊進一步包括無線通信單元，所述無線通信單元用于在組網(wǎng)完成后在可編程邏輯控制器間進行數(shù)據(jù)交換。
[0020]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明的一個實施方式提出一種可編程邏輯控制器，包括身份信息存儲單元和近場通信單元，其中:身份信息存儲單元，用于存儲該可編程邏輯控制器的身份信息；近場通信單元，用于發(fā)送該可編程邏輯控制器的身份信息，和/或接收其他可編程邏輯控制器的身份信息。由此可見，本發(fā)明的上述實施方式通過近場無線傳輸技術(shù)實現(xiàn)了可編程邏輯控制器系統(tǒng)的組網(wǎng)解決方案，無需連接器和/或電纜，因此提高了組網(wǎng)的可靠性。而且，本發(fā)明通過之間傳遞身份信息實現(xiàn)組網(wǎng)，可以讓用戶簡單、直觀地實現(xiàn)設(shè)備之間交換信息和訪問內(nèi)容，相比于傳統(tǒng)的組網(wǎng)方式，本發(fā)明不需要復(fù)雜的人工設(shè)定，只需將設(shè)備相互靠近即可實現(xiàn)組網(wǎng)。
[0021]本發(fā)明的另外一個實施方式利用近場通信單元交換身份信息實現(xiàn)組網(wǎng)，組網(wǎng)完成后可編程邏輯控制器間大量數(shù)據(jù)的交換則通過無線通信單元實現(xiàn)。利用吞吐量小的近場通信方式在可編程邏輯控制器之間進行組網(wǎng)，實現(xiàn)了更加簡單地觸控式的短距離信息交換。這種組網(wǎng)方式簡單，只需要可編程邏輯控制器相互靠近一段時間就能完成組網(wǎng)。同時，在組網(wǎng)完成后，該方案利用吞吐量大、實時性強的無線通信方式進行數(shù)據(jù)交換。該實施方式綜合利用了近場通信和無線通信的優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的技術(shù)效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明可編程邏輯控制器的結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖2為本發(fā)明可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0024]為了使本發(fā)明的技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施方式，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以闡述性說明本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍。
[0025]在本發(fā)明中，不需要連接器和/或電纜，而是通過近場無線傳輸技術(shù)實現(xiàn)可編程邏輯控制器系統(tǒng)的組網(wǎng)解決方案。
[0026]圖1為本發(fā)明可編程邏輯控制器的結(jié)構(gòu)圖。
[0027]如圖1所示，該可編程邏輯控制器100包括身份信息存儲單元101和近場通信(NFC)單元102，其中:
[0028]身份信息存儲單元101，用于存儲該可編程邏輯控制器100的身份信息；
[0029]近場通信單元102，用于發(fā)送該可編程邏輯控制器100的身份信息，和/或接收其他可編程邏輯控制器的身份信息。
[0030]身份信息存儲單元101中存儲有可編程邏輯控制器100的身份信息。身份信息用于標(biāo)識可編程邏輯控制器的身份。其它可編程邏輯控制器接收到身份信息后，可以識別出對應(yīng)于該身份信息的可編程邏輯控制器。身份信息對于整個可編程邏輯控制器系統(tǒng)的組網(wǎng)具有重要的意義，只有獲知到系統(tǒng)中各個可編程邏輯控制器的身份信息，才能正確組網(wǎng)以及實現(xiàn)正確配置。
[0031]優(yōu)選地，可編程邏輯控制器的身份信息可以包括:可編程邏輯控制器的名稱、可編程邏輯控制器的功能和/或可編程邏輯控制器的點數(shù)等。比如，身份信息可以標(biāo)識出該可編程邏輯控制器是主模塊、擴展數(shù)字量模塊或者模擬量模塊；身份信息標(biāo)識還可以標(biāo)識出該可編程邏輯控制器具備什么樣的功能以及具有多少點數(shù)等等。示范性地，身份信息存儲單元101具體可以為可編程邏輯控制器100中的系統(tǒng)程序存儲器或用戶程序存儲器。
[0032]可編程邏輯控制器100具體可為主模塊或子模塊(包括擴展信號板)。當(dāng)可編程邏輯控制器100實施為主模塊時，可以主動發(fā)起組網(wǎng)；當(dāng)可編程邏輯控制器100實施為子模塊時，可以接受主模塊的組網(wǎng)。
[0033]當(dāng)可編程邏輯控制器之間相互靠近時，近場通信單元102即可根據(jù)近場通信方式向一定范圍內(nèi)的其他可編程邏輯控制器發(fā)送該可編程邏輯控制器的身份信息，和/或接收其他可編程邏輯控制器的身份信息。
[0034]在近場通信方式中，允許可編程邏輯控制器之間進行非接觸式點對點數(shù)據(jù)傳輸(通常為10厘米內(nèi))交換各自的身份信息。身份信息可以通過頻譜中無線頻率部分的電磁感應(yīng)耦合方式傳遞。
[0035]近場通信單元102可以在主動或被動模式下交換身份信息。在被動模式下，啟動近場通信的近場通信單元102，也稱為近場通信發(fā)起設(shè)備(主設(shè)備)，在整個通信過程中提供射頻場(RF-field),它可以選擇106kbps、212kbps或424kbps中的一種傳輸速度，將身份信息發(fā)送到其它近場通信單元102。此時，接收身份信息的其它近場通信單元102稱為近場通信目標(biāo)設(shè)備(從設(shè)備)，不必產(chǎn)生射頻場，而使用負(fù)載調(diào)制(load modulat1n)技術(shù)，即可以相同的速度將自身的身份信息傳回到主設(shè)備。
[0036]在一個實施方式中:
[0037]該可編程邏輯控制器100可以進一步包括組網(wǎng)單元104。
[0038]組網(wǎng)單元104，用于根據(jù)所述其他可編程邏輯控制器的身份信息，建立與所述其他可編程邏輯控制器的網(wǎng)絡(luò)連接。組網(wǎng)單元104獲取到其他可編程邏輯控制器的身份信息之后，即可根據(jù)所有的身份信息開始組網(wǎng)。組網(wǎng)單元103可以用軟件實現(xiàn)，還可以用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、ASIC芯片、復(fù)雜可編程邏輯芯片CPLD(Complex Programmable LogicDevice)等硬件電路實現(xiàn)。如果可編程邏輯控制器100不需要承擔(dān)組網(wǎng)任務(wù)，則可編程邏輯控制器100也可以省去組網(wǎng)單元104。
[0039]在一個實施方式中:
[0040]該可編程邏輯控制器100可以進一步包括身份信息識別單元1043 ；
[0041]身份信息識別單元103，用于設(shè)置身份信息名單，并根據(jù)所述身份信息名單對接收到的其他可編程邏輯控制器身份信息進行認(rèn)證?？梢栽谏矸菪畔⒆R別單元103中通過查詢白名單的方式對接收到的身份信息進行合法性鑒定，并濾去不在白名單中的非法身份信息。比如:可以在身份信息識別單元104中設(shè)置合法身份信息白名單，如果判定接收到的其他可編程邏輯控制器身份信息位于該合法身份信息白名單中，則認(rèn)定身份信息合法，保存該身份信息。再比如可以在身份信息識別單元103中設(shè)置非法身份信息黑名單，如果判定接收到的其他可編程邏輯控制器身份信息位于該非法身份信息黑名單中，則認(rèn)定身份信息非法，丟棄該身份信息。
[0042]無論是作為主模塊或子模塊的可編程邏輯控制器，都可以包括身份信息識別單元
103。
[0043]當(dāng)可編程邏輯控制器作為主模塊時，可以通過身份信息識別單元103濾去非法身份信息，并由組網(wǎng)單元104利用合法身份信息實現(xiàn)組網(wǎng)。
[0044]當(dāng)可編程邏輯控制器作為子模塊時，可以通過身份信息識別單元103濾去非法身份信息，并且通過自身的近場通信單元102將所有合法身份信息傳遞給主模塊，由接收到所述所有合法身份信息的主模塊實現(xiàn)組網(wǎng)?；蛘?，當(dāng)可編程邏輯控制器作為子模塊時，可以通過身份信息識別單元103濾去非法身份信息，并在自身保存所有合法身份信息，當(dāng)將該子模塊升級為主模塊之后，即可通過調(diào)用自身所保存的所有合法身份信息實現(xiàn)組網(wǎng)工作。
[0045]基于上述描述，圖2為本發(fā)明可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。
[0046]如圖2所示，該系統(tǒng)包括主模塊200和子模塊300，其中:
[0047]子模塊300，用于通過近場通信方式發(fā)送自身的身份信息；
[0048]主模塊200，用于通過近場通信方式接收子模塊300的身份信息，并根據(jù)所述子模塊300的身份信息，建立與所述子模塊300的網(wǎng)絡(luò)連接。
[0049]其中:
[0050]子模塊300可以包括身份信息存儲單元301和近場通信單元302，其中:
[0051]身份信息存儲單元301，用于存儲該子模塊300的身份信息；
[0052]近場通信單元302，用于發(fā)送該子模塊300的身份信息。
[0053]主模塊200包括身份信息存儲單元201、近場通信單元202和組網(wǎng)單元204，其中:
[0054]身份信息存儲單元201，用于存儲該主模塊200的身份信息；
[0055]近場通信單元202，用于利用與近場通信單元302的近場通信連接，從近場通信單元302接收子模塊300的身份信息；
[0056]組網(wǎng)單元204，用于根據(jù)所述子模塊300的身份信息，建立與所述子模塊300的網(wǎng)絡(luò)連接。
[0057]優(yōu)選地，主模塊200進一步包括身份信息識別單元203。
[0058]身份信息識別單元203，用于設(shè)置身份信息名單，并根據(jù)所述身份信息名單對接收到的子模塊身份信息進行認(rèn)證。可以在身份信息識別單元203中通過查詢白名單的方式對接收到的身份信息進行合法性鑒定，并濾去不在白名單中的非法身份信息。比如可以在身份信息識別單元203中設(shè)置合法身份信息白名單，如果判定接收到的其他可編程邏輯控制器身份信息位于該合法身份信息白名單中，則認(rèn)定身份信息合法，保存該身份信息。再比如可以在身份信息識別單元203中設(shè)置非法身份信息黑名單，如果判定接收到的其他可編程邏輯控制器身份信息位于該非法身份信息黑名單中，則認(rèn)定身份信息非法，丟棄該身份信肩、O
[0059]本發(fā)明的組網(wǎng)方案中，可以直接利用近場無線傳輸技術(shù)，而無需連接器和電纜即可實現(xiàn)組網(wǎng)。在創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時，只需要將各個可編程邏輯控制器相互靠近，通過頻譜中無線頻率部分的電磁感應(yīng)耦合方式傳遞身份信息，各個可編程邏輯控制器即可相互識別并完成組網(wǎng)。本發(fā)明還可以再輔助以長距離的無線通訊技術(shù)，實現(xiàn)可編程邏輯控制器間大量數(shù)據(jù)和狀態(tài)的通信。如圖2所示，主模塊200和子模塊300可以包括無線通信單元205和無線通信單元305。這樣，可以利用近場通信單元202、302交換身份信息，實現(xiàn)組網(wǎng)。組網(wǎng)完成后可編程邏輯控制器間大量數(shù)據(jù)的交換則通過第一無線通信單元205、第二無線通信單元305實現(xiàn)。第一無線通信單元205和第二無線通信單元305可為WIF1、ZIGBEE等無線通信設(shè)備。該方案利用吞吐量小的近場通信方式在主模塊200和子模塊300之間進行組網(wǎng)，實現(xiàn)了更加簡單地觸控式的短距離設(shè)備信息交換。這種組網(wǎng)方式簡單，只需要可編程邏輯控制器相互靠近一段時間就能完成組網(wǎng)。同時，在組網(wǎng)完成后，該方案利用吞吐量大、實時性強的無線通信方式進行數(shù)據(jù)交換。常規(guī)可編程邏輯控制器之間的距離很難在近場通信的有效范圍內(nèi)，第一無線通信單元205、第二無線通信單元305可以確保主模塊200和子模塊300之間能夠穩(wěn)定、快速的傳遞大量數(shù)據(jù)。另外，在圖2中，第一無線通信單元205、第二無線通信單元305的配對、組網(wǎng)也可以通過近場通信單元202、302實現(xiàn)。第一無線通信單元205、第二無線通信單元305的配對、組網(wǎng)都需要交互和確認(rèn)身份信息?，F(xiàn)有技術(shù)需要可視設(shè)備和輸入設(shè)備(例如鍵盤和顯示器)來交互身份信息和輸入密碼來進行身份認(rèn)證。本發(fā)明可以通過利用近場通信單元202、302省去第一無線通信單元205、第二無線通信單元305配對、組網(wǎng)時需要的可視設(shè)備和輸入設(shè)備。
[0060]本發(fā)明可以讓用戶簡單、直觀地實現(xiàn)設(shè)備之間交換信息和訪問內(nèi)容。相比于傳統(tǒng)的組網(wǎng)方式，本發(fā)明無需執(zhí)行復(fù)雜設(shè)定，只需將設(shè)備相互靠近即可實現(xiàn)組網(wǎng)。
[0061]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施方式而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可編程邏輯控制器，其特征在于，包括身份信息存儲單元和近場通信單元，其中: 身份信息存儲單元，用于存儲該可編程邏輯控制器的身份信息； 近場通信單元，用于發(fā)送該可編程邏輯控制器的身份信息，和/或接收其他可編程邏輯控制器的身份信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程邏輯控制器，其特征在于，進一步包括組網(wǎng)單元； 組網(wǎng)單元，用于根據(jù)所述其他可編程邏輯控制器的身份信息，建立與所述其他可編程邏輯控制器的網(wǎng)絡(luò)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可編程邏輯控制器，其特征在于，進一步包括身份信息識別單元，用于設(shè)置身份信息名單，并根據(jù)所述身份信息名單對接收到的其他可編程邏輯控制器身份信息進行認(rèn)證。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可編程邏輯控制器，其特征在于，進一步包括無線通信單元，用于在組網(wǎng)完成后在可編程邏輯控制器間進行數(shù)據(jù)交換。
5.一種可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，包括主模塊和子模塊，其中: 子模塊，用于通過近場通信方式發(fā)送自身的身份信息； 主模塊，用于通過近場通信方式接收子模塊的身份信息，并根據(jù)所述子模塊的身份信息，建立與所述子模塊的網(wǎng)絡(luò)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述子模塊包括身份信息存儲單元和近場通信單元，其中: 身份信息存儲單元，用于存儲該子模塊的身份信息； 近場通信單元，用于發(fā)送該子模塊的身份信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述主模塊包括身份信息存儲單元、近場通信單元和組網(wǎng)單元，其中: 身份信息存儲單元，用于存儲該主模塊的身份信息； 近場通信單元，用于接收子模塊的身份信息； 組網(wǎng)單元，用于根據(jù)所述子模塊的身份信息，建立與所述子模塊的網(wǎng)絡(luò)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述主模塊進一步包括身份信息識別單元: 身份信息識別單元，用于設(shè)置身份信息名單，并根據(jù)所述身份信息名單對接收到的子模塊身份信息進行認(rèn)證。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述主模塊和子模塊進一步包括無線通信單元，所述無線通信單元用于在組網(wǎng)完成后在可編程邏輯控制器間進行數(shù)據(jù)交換。
【文檔編號】G05B19/05GK104345681SQ201410360921
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】陳東山 申請人:西門子公司