一种软plc模块的远程在线数据更新系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种软PLC模块的远程在线数据更新系统，其包括：远端EtherCAT主站，用于发送远程升级的更新数据；EtherCAT总线，用于数据传输；存储模块，其进一步包括：工厂配置，用于备份安全配置，以及应用配置，用于实现应用功能；以及FPGA模块，其进一步包括：EtherCAT IP核模块，用于接收通过EtherCAT总线传输过来的更新数据，远程更新IP模块，用于重配置FPGA，以及NIOS II处理器，用于将通过EtherCAT IP核模块接收的更新数据写入存储模块，并控制远程更新IP模块，发起FPGA重配置过程，用该更新数据来重新配置FPGA并执行新的NIOS II软件应用程序。
【专利说明】一种软PLC模块的远程在线数据更新系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及自动化控制领域的一种软PLC模块的更新系统及方法，尤其涉及这种软PLC模块的远程在线固件数据更新系统及方法。
【背景技术】
[0002]将EtherCAT总线技术应用于工业自动化控制领域，是当前工业控制现场总线技术的一个重要发展方向，它具有高速和高数据有效率等特点，支持多种设备连接拓扑结构，其从站节点使用专用的控制芯片。
[0003]目前市场上的EtherCAT设备大多采用EtherCAT专用芯片加一个微控制处理器实现。当设备软件程序设计存在缺陷的时候，我们需要对微处理器的程序进行升级。最常用的一种升级方式是使用JATG接口对处理器程序重新进行烧写，这种方式需要拆开设备外壳，或者在外壳预留JTAG接口对设备进行升级更新，这种更新方式需要召回设备或者开发人员到现场进行更新，特别在大批量更新时尤其不方便，增加了设备的更新成本、上市周期等。还有一些专门在设备设计中增加用于升级更新的硬件电路、接口，而这些手段也加大了设备的成本。
实用新型内容
[0004]针对现有技术中的上述缺陷，提供一种软PLC模块的远程在线数据更新系统及方法，以在不增加设备额外成本的基础上提高更新效率，有利于设备维护。
[0005]一方面提供一种软PLC模块的远程在线数据更新系统，包括:
[0006]远端EtherCAT主站，用于发送远程升级的更新数据；
[0007]EtherCAT总线,用于数据传输；
[0008]存储模块，其进一步包括:
[0009]工厂配置，用于备份安全配置，以及
[0010]应用配置，用于实现应用功能；以及[0011 ] FPGA模块，其进一步包括:
[0012]EtherCAT IP核模块，用于接收通过EtherCAT总线传输过来的更新数据，
[0013]远程更新IP模块，用于重配置FPGA，以及
[0014]N1S II处理器，用于将通过EtherCAT IP核模块接收的更新数据写入存储模块，并控制远程更新IP模块，发起FPGA重配置过程，用该更新数据来重新配置FPGA并执行新的N1S II软件应用程序。
[0015]其中，进一步包括拨码开关，用于当系统在更新过程中发生配置错误时，让系统强行执行工厂配置，以便再次对系统进行应用配置的更新升级。
[0016]另一方面提供一种软PLC模块的远程在线数据更新方法，包括如下步骤:
[0017](I)首先系统上电时，FPGA从存储芯片加载工厂配置；
[0018](2)设置远程更新IP模块，发起FPGA重配置，执行应用配置；
[0019](3)当需要更新当前的应用配置时，远端EtherCAT主站发送远程升级的更新数据，EtherCAT IP核模块接收通过EtherCAT总线传输过来的更新数据，N1S II处理器将该更新数据写入存储模块，并控制远程更新IP模块，发起FPGA重配置，用该更新数据来重新配置FPGA ；
[0020](4)系统重新上电，系统重复执行步骤(I)和步骤(2)后，进入更新后的应用配置，执行用户程序，从而完成FPGA的远程系统更新。
[0021 ] 其中，重配置采用主动串行AS配置模式。
[0022]其中，存储模块采用EPCS串行存储芯片。
[0023]其中，如果系统在更新过程中发生配置错误，则通过拨码开关让系统强行进入工厂配置，以便再次对系统进行应用配置的更新升级。
[0024]本实用新型的软PLC模块是基于FPGA模块实现的EtherCAT设备，该设备具有EtherCAT总线的各种优点，同时基于FPGA模块实现时可以通过修改非易失性存储器内部配置数据来实现其功能的更新升级。本实用新型的一种软PLC模块的远程在线数据更新系统在不增加设备额外成本的基础上提高了更新效率，有利于设备维护，缩短了设备的上市周期，并且延长了设备的使用时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是一种软PLC模块的远程在线数据更新系统的基本架构示意图。
[0026]图2是一种软PLC模块的远程在线数据更新方法的步骤流程图。
[0027]图3是一种软PLC模块的远程在线数据更新方法的程序流程图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述，所给实施例仅是用于说明具体的实施和具有的有益效果，并非用于限制本实用新型的保护范围。
[0029]如图1所示，一种软PLC模块的远程在线数据更新系统包括:
[0030]远端EtherCAT主站1，用于发送远程升级的更新数据；
[0031]EtherCAT总线2，用于数据传输；
[0032]存储模块3，其进一步包括:
[0033]工厂配置31，用于备份安全配置，以及
[0034]应用配置32，用于实现应用功能；以及
[0035]FPGA模块4，其进一步包括:
[0036]EtherCAT IP核模块41，用于接收通过EtherCAT总线传输过来的更新数据，
[0037]远程更新IP模块42，用于重配置FPGA，以及
[0038]N1S II处理器43，用于将通过EtherCAT IP核模块41接收的更新数据写入存储模块3，并控制远程更新IP模块42，发起FPGA重配置过程，用该更新数据来重新配置FPGA并执行新的N1S II软件应用程序。
[0039]其中，进一步包括拨码开关5，用于当系统在更新过程中发生配置错误时，让系统强行执行工厂配置31，以便再次对系统进行应用配置的更新升级。
[0040]如图2所示，一种软PLC模块的远程在线数据更新方法包括如下步骤:
[0041](I)首先系统上电时，FPGA从存储芯片加载工厂配置；
[0042](2)设置远程更新IP模块，发起FPGA重配置，执行应用配置；
[0043](3)当需要更新当前的应用配置时，远端EtherCAT主站发送远程升级的更新数据，EtherCAT IP核模块接收通过EtherCAT总线传输过来的更新数据，N1S II处理器将该更新数据写入存储模块，并控制远程更新IP模块，发起FPGA重配置，用该更新数据来重新配置FPGA ；
[0044](4)系统重新上电，系统重复执行步骤(I)和步骤(2)后，进入更新后的应用配置，执行用户程序，从而完成FPGA的远程系统更新。
[0045]其中，重配置采用主动串行AS配置模式。
[0046]其中，存储模块采用EPCS串行存储芯片。
[0047]其中，如果系统在更新过程中发生配置错误，则通过拨码开关让系统强行进入工厂配置，以便再次对系统进行应用配置的更新升级。
[0048]如图3所示，一种软PLC模块的远程在线数据更新方法的程序流程包括:PLC模块在上电时，首先进入工厂配置，通过设置远程更新IP核模块的重配置参数，触发重配置的操作来使系统进入应用配置，并在应用配置程序的主循环中执行包括接收远程更新数据的和操作存储模块的EtherCAT通信和应用功能。
[0049]当拨码开关强制ON状态或者远程更新发生错误时，系统强制进入工厂配置，执行工厂配置程序的主循环，在工厂配置程序的主循环中执行包括接收远程更新数据和操作存储模块的EtherCAT通信。
[0050]尽管已经根据优选的实施方案对本实用新型进行了说明，但存在落在本实用新型的保护范围之内的改动、置换以及各种替代等同方案。因此，旨在将所附的权利要求书解释为包含落在本实用新型的保护范围之内的所有这些改动、置换以及各种替代等同方案。
【权利要求】
1.一种软PLC模块的远程在线数据更新系统，其包括: 远端EtherCAT主站，用于发送远程升级的更新数据； EtherCAT总线,用于数据传输； 存储模块，其进一步包括: 工厂配置，用于备份安全配置，以及 应用配置，用于实现应用功能；以及 FPGA模块，其进一步包括: EtherCAT IP核模块，用于接收通过EtherCAT总线传输过来的更新数据， 远程更新IP模块，用于重配置FPGA，以及 N1S II处理器，用于将通过EtherCAT IP核模块接收的更新数据写入存储模块，并控制远程更新IP模块，发起FPGA重配置过程，用该更新数据来重新配置FPGA并执行新的N1S II软件应用程序。
2.根据权利要求1所述的软PLC模块的远程在线数据更新系统，其特征在于:进一步包括拨码开关，用于当系统在更新过程中发生配置错误时，让系统强行执行工厂配置，以便再次对系统进行应用配置的更新升级。
3.根据权利要求1所述的软PLC模块的远程在线数据更新系统，其特征在于:所述重配置为主动串行AS配置模式。
4.根据权利要求2所述的软PLC模块的远程在线数据更新系统，其特征在于:所述重配置为主动串行AS配置模式。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的软PLC模块的远程在线数据更新系统，其特征在于:所述存储模块为EPCS串行存储芯片。
【文档编号】G05B19/05GK204065779SQ201420521627
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月11日 优先权日:2014年9月11日
【发明者】程子继, 樊响, 黄迪, 乔晓崴, 顾昕华, 杨生虎, 兰飞, 蔡世友, 洪月蓉, 李博浩 申请人:沈阳机床(集团)设计研究院有限公司上海分公司