用于PLC主机的输入输出连接装置和PLC系统的制作方法

本实用新型涉及自动化控制技术领域，更具体地，本实用新型涉及用于PLC主机的输入输出连接装置和PLC系统。

背景技术：

主流的可编程逻辑控制器(PLC)厂家提供的PLC产品均支持IO的扩展，包括本地扩展和远程IO扩展。本地扩展即通过卡槽级联IO模块，以增加IO模块的数量。对于远程IO扩展，由于不同厂家所采用的技术方案、通信协议等并不统一，这造成不同厂商的PLC产品互不兼容。另一方面，不同厂家的PLC设备在远程IO扩展时一般需要专用的中间转换模块，这进一步增加了成本。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是提供一种用于PLC主机的输入输出连接装置，以增加PLC远程IO扩展的兼容性并降低成本。

根据本实用新型的一个方面，提供一种用于PLC主机的输入输出连接装置，包括主控模块和数字量IO模块，所述主控模块包括用于与所述PLC主机通信连接的以太网接口、用于存储对所述数字量IO模块的读数据和写数据的存储器、及用于连接现场总线的第一现场总线接口；所述数字量IO模块具有用于连接所述现场总线的第二现场总线接口，所述主控模块的第一现场总线接口与所述数字量IO模块的第二现场总线接口通过所述现场总线连接。

可选地，所述主控模块为基于开源的以太网通信协议与所述PLC主机进行通信连接的模块。

可选地，所述开源的标准工业控制通信协议包括MODBUS TCP协议。

可选地，所述现场总线包括RS485总线。

可选地，所述数字量IO模块至少包括一个数字量输出模块或者至少包括一个数字量输入模块。

根据本实用新型的第二方面，提供一种PLC系统，包括根据第一方面所述的连接装置和PLC主机；所述PLC主机包括以太网接口，所述PLC主机的以太网接口通过以太网与所述主控模块的以太网接口连接。

根据本实用新型的第三方面，提供一种PLC系统，包括根据第一方面所述的连接装置、以太网口模块和PLC主机；所述PLC主机以卡槽式接口级联以太网口模块；所述以太网口模块的以太网接口通过以太网与所述主控模块的以太网接口连接。

本实用新型的一个技术效果在于，由于不同厂家的PLC主机一般均包括以太网接口，而且即使这些厂家的PLC主机没有以太网接口，也可以通过增加以太网口模块来连接以太网，这样本实用新型所提供的连接装置便可以连接不同厂家的PLC主机。如此，增加了PLC远程IO扩展的兼容性。进一步，用户如需更换PLC主机，无需连带更换专用的中间转换模块，降低了成本。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型的实施例1提供的输入输出连接装置的框图。

图2是本实用新型的实施例2提供的PLC系统的框图。

图3是本实用新型的实施例3提供的PLC系统的框图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

参见图1所示，本实用新型提供的用于PLC主机的输入输出连接装置包括主控模块1和数字量IO模块2。

主控模块1包括用于与PLC主机通信连接的以太网接口PO、处理器11、用于存储对数字量IO模块2的读数据和写数据的存储器12、及用于连接现场总线的第一现场总线接口P1。

数字量IO模块2具有用于连接现场总线的第二现场总线接口P2，主控模块1的第一现场总线接口P1与数字量IO模块2的第二现场总线接口P2通过现场总线连接。

数字量IO模块2还包括并行IO接口23。并行IO接口23用于驱动或检测各种设备(例如按钮、电磁阀、指示灯等)的电压状态。并行IO接口23的状态包括高电平或者低电平。

存储器11中存储指令，处理器12在执行这些指令时用于设置主控模块1读取数字量IO模块2的并行IO接口23状态的频率。

在一些例子中，存储器11和处理器12集成在一个微处理器MCU内。

可选地，主控模块1为基于开源的以太网通信协议与所述PLC主机进行通信连接的模块。这进一步增强了本发明所提供的连接装置的通用性。

例如所述开源的标准工业控制通信协议为MODBUS TCP协议。绝大多数的PLC主机均支持这种通信协议。

上述的现场总线例如是RS485总线。这种现场总线的通信速度可达到12MHz，稳定性较佳，抗干扰性强，满足工业生产现场数据实时性的要求。

数字量IO模块2例如至少包括一个数字量输出模块，它用于对外驱动各种设备。数字量IO模块2又例如至少包括一个数字量输入模块，它用于检测外部的各种设备的电压状态(高电平或者低电平)。数字量IO模块2中的数字量输出模块和数字量输入模块的数量根据实际需求自由设定。主控模块1为这些数字量输入模块和数字量输出模块分配不同的地址。

由于不同厂家的PLC主机一般均包括以太网接口，而且即使这些厂家的PLC主机没有以太网接口，也可以通过增加以太网口模块来连接以太网，这样本实用新型所提供的连接装置便可以连接不同厂家的PLC主机。如此，增加了PLC远程IO扩展的兼容性。进一步，用户如需更换PLC主机，无需连带更换专用的中间转换模块，降低了成本。

参见图2和图3所示，前述的连接装置与PLC主机可连接构成PLC系统。

在图2所示的PLC系统中，PLC主机3的以太网接口P3通过以太网连接至主控模块1的以太网接口P1。

在图3所示的PLC系统中，PLC主机3的扩展卡槽P3A级联以太网口模块4，以太网口模块4的以太网接口P4通过以太网与主控模块1的以太网接口P1连接。

在PLC主机3的存储空间内设置两个存储区域，一个为读数据存储区，如PLC主机3内部D区1-100字，用于存储从主控模块1读取的数字量输入模块的IO接口的状态，其中每一个或多个字可存储一个数字量输入模块的所有IO接口的状态，每一位存储一个IO接口的状态；另一个为写数据存储区，如PL主机3内部D区101-200字，用于存储数字量输出模块IO接口的状态，其中每一个或多个字可存储一个数字量输出模块的所有IO接口的状态，每一位存储一个IO接口的状态，该区域由PLC主机3内运行的软件根据设备控制需求进行更新和写入。

主控模块1内的存储器对应的也划分出两个存储区域，一个存储区域用于存储与主控模块1连接的数字量输入模块的IO接口的状态，一个存储区域用于存储即将写入与主控模块1连接的数字量输出模块的IO接口的状态数据。

采用以上PLC系统，用户可根据需要灵活地更换PLC主机3或者主控模块1和数字量IO模块2，而无需担心不同厂家的PLC主机不兼容的问题。增加了系统的灵活性，降低了维护成本。

以下介绍上述的PLC系统的工作流程。

主控模块1定期地读取与之连接的数字量输入模块的IO口的状态。

在PLC主机3内运行的PLC软件系统完成上电初始化后，PLC软件系统实时监以太网口P3或者以太网口P4的通信状态。

在上述通信状态正常的情况下，PLC软件系统向以太网口发出通信触发指令，该通信触发指令控制以太网口P3或者以太网口P4向主控模块1发出读数据通信报文。主控模块1在接收到这个读数据通信报文后通过它的以太网口P1向PLC主机3发送数字量输入模块的IO口状态(也就是发送读数据通信响应报文)。

PLC主机3收到读数据通信响应报文后，通过以太网口P3或者P4向主控模块1输出写数据通信报文。主控模块1接收到上述写数据通信报文后，根据这个报文内容更新数字量输出模块的IO接口状态。主控模块1向PLC主机3发回写数据通信响应报文。

PLC主机3接收到上述写数据通信响应报文之后，完成一个轮次的数据交互。待PLC主机内的PLC软件系统再次启动数据交互，上述通信过程再重复进行一次。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。