专利名称：可编程逻辑应用控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及工业控制器的技术，特别是涉及一种可编程逻辑应用控制器的技术。
背景技术：
现有的工业控制器主要有PLC (可编程逻辑控制器)、PAC (可编程自动化控制器) 和PC Based (计算机工业控制器)。其中，PLC由于可靠性高，使用难度低，因此得到了广泛 应用，但是PLC具有指令功能弱、实时响应速度慢、开发效率低及可移植性差的缺陷；PAC具 有可靠性高，指令功能强、开发效率高、实时响应速度快的优点，但是PAC的使用难度较高， 而且可移植性也一般；PC Based具有指令功能强、开发效率高、可移植性好的优点，但是PC Based的可靠性一般，使用难度也较高，而且实时响应速度较慢。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种可靠性 高、指令功能强、实时响应速度快、开发效率高、使用难度较低、可移植性好的可编程逻辑应 用控制器。为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种可编程逻辑应用控制器，其特征在 于包括中央处理模块、输入接口模块、输出接口模块、上位机编程模块、用户程序存储模 块、系统程序存储模块、通信模块及电源管理模块；
所述中央处理模块设有多个输入端、多个输出端、通信接口、编程接口、控制输入接口 及数据交换接口，其控制输入接口连接系统程序存储模块的信号输出端，其数据交换接口 连接用户程序存储模块的数据交换接口；
所述电源管理模块的输入端连接外部电源，其输出端分别连接各模块的供电端； 所述输入接口模块设有螺丝型通信接线端子，及与中央处理模块的输入端相对应的多 个螺丝型输入接线端子，各螺丝型输入接线端子经信号指示电路分别连接到中央处理模块 的各输入端；
所述输出接口模块设有螺丝型编程接线端子，及与中央处理模块的输出端相对应的多 个螺丝型输出接线端子，各螺丝型输出接线端子经信号指示电路分别连接到中央处理模块 的各输出端；
所述中央处理模块的通信接口经通信模块连接到输入接口模块上的螺丝型通信接线 端子，其编程接口连接上位机编程模块及输出接口模块上的螺丝型编程接线端子； 所述系统程序存储模块中内置有嵌入式实时多任务操作系统。进一步的，所述中央处理模块是型号为LPC2214的32位ARM型处理器芯片。本发明提供的可编程逻辑应用控制器，继承了传统可编程控制器的独立整机结 构，采用螺丝型接线端子连接并通过信号指示电路显示输入输出信号，这种一一对应的接 线及显示方式，直观简明，方便现场设计、维护人员进行快速故障诊断；而且在系统程序存 储模块中内置有嵌入式实时多任务操作系统，这种嵌入式芯片与嵌入式实时多任务操作系统的组合，其可靠性要高于基于WINDOWS的PC Based系统，并且指令易学易懂、编程灵活、 可读性强，用几条语句就可以实现传统的可编程控制器十几条或几十条指令才能完成的功 能，并能够提供或由用户自定义功能单元块，具有很好的可移植性，方便了系统的更新升 级，直接减少了软件开发成本，且指令功能强、开发效率高、使用难度较低；在编程方式上， 本发明摒弃了传统的单任务大循环查询扫描方式，在内核操作系统的支撑下，采取了多任 务调度模块结构，这样不仅简化了用户编程，清晰了用户程序结构，而且加快了系统的实时 响应能力。
图1是本发明实施例的可编程逻辑应用控制器的结构框图； 图2是本发明实施例的可编程逻辑应用控制器的电路图3是本发明实施例的可编程逻辑应用控制器中内置于系统程序存储模块中的嵌入 式实时多任务操作系统的逻辑结构框图4是本发明实施例的可编程逻辑应用控制器中内置于系统程序存储模块中的嵌入 式实时多任务操作系统的运行流程图5是本发明实施例的可编程逻辑应用控制器中内置于系统程序存储模块中的嵌入 式实时多任务操作系统中的输入、输出扫描刷新程序的运行流程图6是本发明实施例的可编程逻辑应用控制器中内置于系统程序存储模块中的嵌入 式实时多任务操作系统中的用户应用编辑程序的运行流程图7是本发明实施例的可编程逻辑应用控制器中内置于系统程序存储模块中的嵌入 式实时多任务操作系统中的系统监测及复位程序的运行流程图。
具体实施例方式
以下结合
对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本 发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。如图1-图2所示，本发明实施例所提供的一种可编程逻辑应用控制器，其特征在 于包括中央处理模块U5、输入接口模块U1、输出接口模块U2、上位机编程模块J12、用户程 序存储模块U4、系统程序存储模块TO、通信模块，及电源管理模块U8、U9 ；
所述中央处理模块U5设有多个输入端、多个输出端、通信接口、编程接口、控制输入接 口及数据交换接口，其控制输入接口连接系统程序存储模块U6的信号输出端，其数据交换 接口连接用户程序存储模块U4的数据交换接口 ；
所述电源管理模块U8、U9的输入端连接外部电源，U8、U9的输出端分别连接各模块的 供电端；
所述输入接口模块Ul设有螺丝型通信接线端子，及与中央处理模块TO的输入端相对 应的多个螺丝型输入接线端子，各螺丝型输入接线端子经信号指示电路分别连接到中央处 理模块U5的各输入端；
所述输出接口模块U2设有螺丝型编程接线端子，及与中央处理模块TO的输出端相对 应的多个螺丝型输出接线端子，各螺丝型输出接线端子经信号指示电路分别连接到中央处 理模块U5的各输出端；
所述中央处理模块U5的通信接口经通信模块连接到输入接口模块Ul上的螺丝型通信接线端子，其编程接口连接上位机编程模块J12及输出接口模块U2上的螺丝型编程接线端 子；
所述系统程序存储模块U6中内置有嵌入式实时多任务操作系统。本发明实施例中，所述输入接口模块Ul是型号为MAX7128的接口芯片，所述输 出接口模块U2是型号为MAX7128的接口芯片，所述中央处理模块TO是型号为LPC2214 的32位ARM型处理器(CPU)芯片，所述用户程序存储模块U4是型号为W24L010A的随机 存储(RAM)芯片，所述系统程序存储模块TO是型号为AT24C64的可擦写可编程只读存储 (EPROM)芯片，所述通信模块是型号为MAX202的通信芯片，所述电源管理模块U8是型号为 LTl 117-1. 8的电源芯片，U9是型号为LTl 117-3. 3的电源芯片。如图3所示，本发明实施例中，所述系统程序存储模块TO中内置的嵌入式实时多 任务操作系统包括RTOS Kernel系统内核、用户应用编辑程序、输入扫描刷新程序、输出扫 描刷新程序、系统管理程序、系统监测及复位程序、用户应用程序。如图4所示，本发明实施例的工作流程如下
系统程序存储模块中内置的嵌入式实时多任务操作系统开始运行后按序进行系统初 始化及各项参数配置、建立用户任务及优先级别、启动多任务调度器，然后检测任务队列中 是否有需要执行任务，若无任务执行则执行空闲任务，当检测到有任务需要执行时即按序 执行用户任务。如图5所示，系统程序存储模块中内置的嵌入式实时多任务操作系统在执行任务 时需要输入输出扫描时，即启动输入扫描刷新程序或输出扫描刷新程序，程序启动后先按 序进行系统初始化及各项参数配置、输入输出通道端点数定义，然后检测输入信号扫描或 输出信号刷新，扫描或刷新完毕后从输入口读入数据，向输出口写入命令。如图6所示，系统程序存储模块中内置的嵌入式实时多任务操作系统在执行任务 时需要使用用户应用编辑程序时，即启动用户应用编辑程序，程序启动后先按序进行系统 初始化及各项参数配置、建立用户工程项目、建立编辑用户任务程序、编译用户程序代码、 下载目标代码到目标控制器，然后在线监控调试用户程序，当调试完全通过后将程序固化 到系统程序存储模块中。如图7所示，系统程序存储模块中内置的嵌入式实时多任务操作系统在执行任务 时需要使用系统监测及复位程序时，即启动系统监测及复位程序，程序启动后先进行系统 初始化及各项参数配置，然后依次检测系统电压有否异常、系统温度有否异常、系统程序有 否异常，当检测到系统电压有异常时即发出系统保护及电压异常报警信号，当检测到系统 温度有异常时即发出系统保护及温度异常报警报警信号，当检测到系统程序有异常时即发 出系统自动复位信号。
权利要求
一种可编程逻辑应用控制器，其特征在于包括中央处理模块、输入接口模块、输出接口模块、上位机编程模块、用户程序存储模块、系统程序存储模块、通信模块及电源管理模块；所述中央处理模块设有多个输入端、多个输出端、通信接口、编程接口、控制输入接口及数据交换接口，其控制输入接口连接系统程序存储模块的信号输出端，其数据交换接口连接用户程序存储模块的数据交换接口；所述电源管理模块的输入端连接外部电源，其输出端分别连接各模块的供电端；所述输入接口模块设有螺丝型通信接线端子，及与中央处理模块的输入端相对应的多个螺丝型输入接线端子，各螺丝型输入接线端子经信号指示电路分别连接到中央处理模块的各输入端；所述输出接口模块设有螺丝型编程接线端子，及与中央处理模块的输出端相对应的多个螺丝型输出接线端子，各螺丝型输出接线端子经信号指示电路分别连接到中央处理模块的各输出端；所述中央处理模块的通信接口经通信模块连接到输入接口模块上的螺丝型通信接线端子，其编程接口连接上位机编程模块及输出接口模块上的螺丝型编程接线端子；所述系统程序存储模块中内置有嵌入式实时多任务操作系统。
2.根据权利要求1所述的可编程逻辑应用控制器，其特征在于所述中央处理模块是 型号为LPC2214的32位ARM型处理器芯片。
全文摘要
一种可编程逻辑应用控制器，涉及工业控制器技术领域，所解决的是现有控制器指令功能、实时响应速度、开发效率、使用难度及可移植性不能兼顾的技术问题。该控制器包括中央处理模块、输入接口模块、输出接口模块、上位机编程模块、用户程序存储模块、系统程序存储模块、通信模块及电源管理模块；所述中央处理模块的输入端连接输入接口模块，其输出端连接输出接口模块，其通信接口经通信模块连接到输入接口模块，其编程接口连接上位机编程模块及输出接口模块，其控制输入接口连接系统程序存储模块，其数据交换接口连接用户程序存储模块；所述系统程序存储模块中内置有嵌入式实时多任务操作系统。本发明提供的控制器，编程灵活直观易学。
文档编号G05B19/04GK101907872SQ201010257458
公开日2010年12月8日 申请日期2010年8月19日 优先权日2010年8月19日
发明者王惠云, 王戟 申请人:王惠云;王戟