一种可编程逻辑控制器与变频器的接口扩展方法与流程

本发明涉及转动控制
技术领域：
，尤其涉及一种可编程逻辑控制器与变频器的接口扩展方法。
背景技术：
：在工业自动化控制领域，可编程逻辑控制器(plc)与变频器分别是很常见的控制器与驱动器。plc与变频器以工业通讯标准或硬件接口来实现信息互通，两者做到了很好的解耦，既可以独立控制，也可以组合控制。两者的结合在转动控制行业可以灵活地实现转动控制要求和控制性能。现有技术所采用的一种方案是plc负责逻辑控制，变频器负责电机控制，以驱动电机的正常运转。但该技术方案的缺点是plc通过输出接口将信息传递给变频器的输入接口，带来系统的硬件成本增加和故障点增加。如果plc与变频器通过通信或总线来交互信息，又会带来通信速率跟不上或通信成本太高的缺点。另一种方案是在变频器的控制器中设置多个中央处理单元(cpu)，其中一个cpu负责电机控制，另外一个cpu负责逻辑控制，两者之间用内部通讯协议实现信息交互。但该技术方案的缺点是多个cpu控制，没有实现模块化，变频器方案复杂，成本增加。变频器的适用性及灵活性降低。技术实现要素：本发明实施例所要解决的技术问题在于，针对上述变频器与plc在转动控制上的至少一个缺陷，提供一种plc与变频器的接口扩展方法，减少变频器与plc之间的信息交互成本，提高交互的速度和可靠性；在不增加成本的前提下，降低转运控制行业的电气采购成本，减小电气设备的安装数量和空间。为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种可编程逻辑控制器与变频器的接口扩展方法，包括：建立可编程逻辑控制器与变频器之间的内部高速通讯以实现数据交互；分别在所述可编程逻辑控制器和所述变频器内设置第一映射存储区和第二映射存储区；以及通过所述内部高速通讯，将所述第一和第二映射存储区的数据在所述可编程逻辑控制器和所述变频器之间进行交互，从而实现所述可编程逻辑控制器与所述变频器的接口扩展。优选地，所述第一映射存储区包括第一映射单元；所述通过所述内部高速通讯，将所述第一和第二映射存储区的数据在所述可编程逻辑控制器和所述变频器之间进行交互，从而实现所述可编程逻辑控制器与所述变频器的接口扩展包括：通过所述内部高速通讯，将所述变频器的输入接口状态传输至所述可编程逻辑控制器，并映射到所述第一映射单元，从而将所述变频器的输入接口共享给所述可编程逻辑控制器，实现所述可编程逻辑控制器的输入接口扩展。优选地，所述第一映射存储区还包括第二映射区域；所述通过所述内部高速通讯，将所述第一和第二映射存储区的数据在所述可编程逻辑控制器和所述变频器之间进行交互，从而实现所述可编程逻辑控制器与所述变频器的接口扩展还包括：将所述可编程逻辑控制器的输出数据存储至所述第二映射单元；通过所述内部高速通讯，将所述第二映射单元的数据发送至所述变频器；以及将所接收到的所述第二映射区域的数据映射至所述变频器的数字输出接口和/或继电器上，从而将所述变频器的输出接口共享给所述可编程逻辑控制器，实现所述可编程逻辑控制器的输出接口扩展。优选地，所述第一映射存储区还包括第三映射单元，所述第二映射存储区包括第五映射单元；所述通过所述内部高速通讯，将所述第一和第二映射存储区的数据在所述可编程逻辑控制器和所述变频器之间进行交互，从而实现所述可编程逻辑控制器与所述变频器的接口扩展还包括：将所述可编程逻辑控制器的输入接口状态或所述可编程逻辑控制器存储的数据映射至所述第三映射单元；通过所述内部高速通讯，将所述第三映射单元的数据发送至所述变频器；以及将所接收到的所述第三映射单元的数据映射到所述第五映射单元，从而实现所述变频器的输入接口扩展。优选地，所述第一映射存储区还包括第四映射单元，所述第二映射存储区包括第六映射单元；所述通过所述内部高速通讯，将所述第一和第二映射存储区的数据在所述可编程逻辑控制器和所述变频器之间进行交互，从而实现所述可编程逻辑控制器与所述变频器的接口扩展还包括：将所述变频器的输出数据映射到所述第六映射单元；通过所述内部高速通讯，将所述第六映射单元的数据发送至所述可编程逻辑控制器；将所接收到的所述第六映射单元的数据映射至所述第四映射单元；以及将所述第四映射单元的数据输出至所述可编程逻辑控制器的输出接口或存储至所述可编程逻辑控制器，以实现所述变频器的输出接口扩展。另一方面，本发明还提供了一种装置，包括可编程控制器和变频器，还包括：内部高速通讯接口，用于连接所述可编程逻辑控制器和所述变频器以实现数交互；第一映射存储区，设置在所述可编程逻辑控制器内，用于存储映射的接口信息；以及第二映射存储区，设置在所述变频器内，用于存储映射的接口信息；其中，所述装置被配置为通过所述内部高速通讯接口，将所述第一和第二映射存储区的数据在所述可编程逻辑控制器与所述变频器之间进行交互，从而实现所述可编程逻辑控制器与所述变频器的接口扩展。优选地，所述第一映射存储区包括第一映射单元；所述装置被配置为通过所述内部高速通讯接口，将所述变频器的输入接口状态传输至所述可编程逻辑控制器，并映射到所述第一映射单元，从而将所述变频器的输入接口共享给所述可编程逻辑控制器，实现所述可编程逻辑控制器的输入接口扩展。优选地，所述第一映射存储区还包括第二映射区域；所述装置还被配置为：将所述可编程逻辑控制器的输出数据存储至所述第二映射单元；通过所述内部高速通讯接口，将所述第二映射单元的数据发送至所述变频器；以及将所接收到的所述第二映射区域的数据映射至所述变频器的数字输出接口和/或继电器上，从而将所述变频器的输出接口共享给所述可编程逻辑控制器，实现所述可编程逻辑控制器的输出接口扩展。优选地，所述第一映射存储区还包括第三映射单元，所述第二映射存储区包括第五映射单元；所述装置还配配置为：将所述可编程逻辑控制器的输入接口状态或所述可编程逻辑控制器存储的数据映射至所述第三映射单元；通过所述内部高速通讯接口，将所述第三映射单元的数据发送至所述变频器；以及将所接收到的所述第三映射单元的数据映射到所述第五映射单元，从而实现所述变频器的输入接口扩展。优选地，所述第一映射存储区还包括第四映射单元，所述第二映射存储区包括第六映射单元；所述装置还被配置为：将所述变频器的输出数据映射到所述第六映射单元；通过所述内部高速通讯接口，将所述第六映射单元的数据发送至所述可编程逻辑控制器；将所接收到的所述第六映射单元的数据映射至所述第四映射单元；以及将所述第四映射单元的数据输出至所述可编程逻辑控制器的输出接口或存储至所述可编程逻辑控制器，以实现所述变频器的输出接口扩展。实施本发明实施例，具有如下有益效果：1.本发明通过内部高速通讯连接将plc与变频器卡接在一起，将两个独立设备之间的外部通信，变成了一个设备的两个模块之间的内部通信，提高了plc与变频器之间的通信速率，而且降低了plc与变频器之间的故障点，还减少了电气设备的安装数量和空间。2.本发明通过内部高速通讯结合映射的方式，将plc与变频器两者的优势组合为一体，从而实现资源，尤其是接口信息的共享，彼此互为扩展卡。这样既保留了plc的功能，也实现了与变频器的组合控制。这样带来的优势是，在工业自动化领域可以更灵活，更快速，更低成本。3.本发明通过内部高速通讯结合映射的方式，plc的核心控制部分可以作为变频器的扩展卡，变频器可以单独工作，配置更加灵活。4.本发明通过内部高速通讯结合映射的方式，plc可以借用变频器的输入输出接口，增加plc的输入输出接口数量，使得plc的应用场景更加广泛，适合于各种各样的应用需求。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明提供的第一实施例plc与变频器的接口扩展方法流程图；图2是本发明提供的第二实施例装置结构框图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在本说明书及权利要求书中，除非另有明确说明，“一”、“一种”或没有数量限定的情形，是指包括单数和复数的情况。而且，为了方便读者阅读，在说明书中可能使用标题或者子标题，这并不会影响本发明的保护范围。为了方便，有些词语可能使用了加粗、下划线、斜体或引号等。对于同样的内容，不管是否使用了加粗、下划线、斜体或引号等，其含义和范围都是一样的，这样的处理并不会影响词语的范围和含义。另外，下面将对本发明中使用的一些术语做具体说明。通常来说，本专利中使用的术语具有本领域的常规含义。除非明确说明，本专利中所有的科学和技术术语具有所属领域技术人员所理解的常规含义。应理解，同一个事物可能用不同的方式或语言来描述，因此本专利中可能会使用近义词或变换语言来描述同一个事物，这并不影响本专利的保护范围。通常来说，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”等序数词是用来将多个各种元件、部件、模块、单元或区域等彼此区分开来。因此，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”等序数词并不是用来限制元件、部件、模块、单元或区域等的数量。而且，举例来说，序数词“第一”可以用序数词“第二”、“第三”或其他类似的序数词来代替。在本专利中，可能会使用“包括”、“包含”、“具有”、“带有”、“设有”等词语，这些词应该理解为开放式的范围，即包括但是不限于。实施例一接口扩展方法请参见图1，图1示出了一种plc与变频器的接口扩展方法。该方法包括：步骤s102，建立plc与变频器之间的内部高速通讯以实现数据交互；步骤s104，分别在plc和所述变频器内设置第一映射存储区和第二映射存储区；以及步骤s106，通过所述内部高速通讯，将所述第一和第二映射存储区的数据在所述可编程逻辑控制器和所述变频器之间进行交互，从而实现所述可编程逻辑控制器与所述变频器的接口扩展。如图2所示，在步骤s102中，plc20与变频器30之间可以通过内部高速通讯接口40来实现数据交互。内部高速通讯接口40可以使spi(串行外设接口)，当然也可以是其他形式的接口，例如高速串行接口(hssi)、串行同步接口(ssi)或microwire串行接口。内部高速通讯接口40的具体类型在此并不限制，只要能满足plc20与变频器30之间的内部高速通信即可。通过将plc20与变频器30之间采用内部高速通讯接口40连接，明显减少了plc20与变频器30之间的故障点，减少电气设备的安装数量，同时也减少了plc20与变频器30所需要的安装空间。采用内部高速通讯接口40，plc20与变频器30之间的通信速率大幅提升，通信稳定性也明显提高。如图2所示，在步骤s104中，在plc20内部设置了第一映射存储区210，在变频器30内部设置了第二映射存储区310。第一和第二映射存储区210和310用来存储映射数据。映射数据包括但不限于plc20与变频器30的接口状态、plc20其他存储区存储的数据、信号和/或逻辑关系等。在步骤s106中，第一映射存储区210的数据通过内部高速通讯模块40传送到变频器30中。第二映射存储区310的数据通过内部高速通讯模块40传送到plc20中，从而实现plc20与变频器30的接口扩展。具体地，接口扩展可以分为plc20的输入接口扩展，plc20的输出接口扩展，变频器30的输入接口扩展和变频器30的输出接口扩展。下面将具体阐述这四种扩展方式。plc输入接口扩展plc20的输入接口扩展是指plc20将变频器30的输入接口扩展为plc20的输入接口，能直接获取变频器30的输入接口上的输入数据，作为自身的输入数据。如图2所示，所述第一映射存储区210包括第一映射单元211。plc20的输入接口扩展通过如下方式实现：通过内部高速通讯，将所述变频器30的输入接口状态传输至plc20，并映射到所述第一映射单元211，从而将所述变频器30的输入接口共享给plc20，实现plc20的输入接口扩展。例如，假设plc20需将变频器30的输入接口x1-x5扩展为自身的输入接口，那么plc20通过内部高速通讯接收变频器30发送来的输入接口x1-x5的接口状态，并将接收到的接口状态映射到第一映射单元211内的存储空间m110-m114中，详见下表1。表1plc的输入接口扩展示例变频器输出接口plc数据映射地址x1m110x2m111x3m112x4m113x5m114plc输出接口扩展plc20的输出接口扩展是指plc20将变频器30的输出接口扩展为plc20的输出接口，能将自身的输出数据通过变频器30的输出接口输出。如图2所示，所述第一映射存储区210包括第二映射单元212。plc20的输出接口扩展通过如下方式实现：将plc20的输出数据存储至所述第二映射单元212；通过所述内部高速通讯，将所述第二映射单元212的数据发送至所述变频器30；以及将所接收到的所述第二映射区域212的数据映射至所述变频器30的数字输出接口和/或继电器上，从而将所述变频器30的输出接口共享给plc20，实现plc20的输出接口扩展。例如，假设plc20需将变频器30的输出接口do(数字输出接口)、ta(继电器)扩展为自身的输出接口，那么plc20将第二映射单元212内的存储空间m120-m121的状态发送至变频器30，变频器30接收到后将m120-m121的状态映射到变频器30的do和ta，以实现plc20的输出接口扩展，详见下表2。表2plc的输出接口扩展示例变频器输出接口plc数据映射地址dom120tam121变频器输入接口扩展变频器30的输入接口扩展是指变频器30将plc20的输入接口/其他元件扩展为变频器30的输入接口，能直接获取plc20的输入接口/其他元件上的输入数据，作为自身的输入数据。如图2所示，所述第一映射存储区210包括第三映射单元213，第二映射存储区310包括第五映射区311。变频器30的输入接口扩展通过如下方式实现：将plc20的输入接口状态或plc20存储的数据映射至所述第三映射单元213；通过所述内部高速通讯，将所述第三映射单元213的数据发送至所述变频器30；以及将所接收到的所述第三映射单元213的数据映射到所述第五映射单元311，从而实现所述变频器30的输入接口扩展。例如，假设变频器30需将plc20的输入接口或其他元件px0-px5扩展为自身的输入接口，那么plc20将px0-px5的状态写入至m100-m105，并将其发送至变频器30，变频器30接收后将m100-m105的状态映射到变频器的第五映射区311的存储空间m210-m215中，该存储空间为变频器30存储输入数据的空间，详见下表3。表3变频器的输入接口扩展示例plc输入接口/其他元件plc数据映射地址变频器数据映射地址px0m100m210px1m101m211px2m102m212px3m103m213px4m104m214px5m105m215在对变频器的输入接口进行扩展的时候，并没有将plc输入接口的数据通过内部高速通讯直接发送给变频器，而是通过设立第三映射单元进行中转。这样处理的优势在于，通过这种方式，变频器不但可以利用plc的输入接口作为扩展接口，还可以利用plc内存储的其他数据、逻辑关系、信号等作为输入接口扩展，极大地扩大了变频器输入接口扩展的范围。变频器输出接口扩展变频器30的输出接口扩展是指变频器30将plc20的输出接口/其他元件扩展为变频器30的输出接口，能将自身的输出数据通过plc20输出。如图2所示，所述第一映射存储区210包括第四映射单元214，第二映射存储区310包括第六映射区312。变频器30的输出接口扩展通过如下方式实现：将所述变频器30的输出数据映射到所述第六映射单元312；通过所述内部高速通讯，将所述第六映射单元312的数据发送至plc20；将所接收到的所述第六映射单元312的数据映射至所述第四映射单元214；以及将所述第四映射单元214的数据输出至plc20的输出接口或存储至plc20，以实现所述变频器30的输出接口扩展。例如，假设变频器30需将plc20的输出接口或其他元件py1-py5扩展为自身的输出接口，那么变频器30将输出接口的状态映射至第六映射单元312的存储空间m220-m224，然后将输出接口状态发送至plc20，plc20接收后将其映射在m130-m134数据区，plc20将m130-m134的状态输出至输出接口或其他元件py1-py5，详见下表4。表4变频器的输出接口扩展示例plc输出接口/其他元件plc数据映射地址变频器数据映射地址py0m130m220py1m131m221py2m132m222py3m133m223py4m134m224在对变频器的输出接口进行扩展的时候，并没有将变频器的输出数据通过内部高速通讯直接发送给plc的输出接口，而是通过设立第四映射单元进行中转。这样处理的优势在于，通过这种方式，变频器不但可以利用plc的输出接口作为扩展接口，还可以利用plc内存储的其他数据、逻辑关系、信号等作为输出接口扩展，极大地扩大了变频器输出接口扩展的范围。实施例二装置如图2所示，本发明还提供了一种装置，包括plc20和变频器30。此外，该装置还包括：内部高速通讯接口40，用于连接plc20和所述变频器30以实现数交互；第一映射存储区210，设置在plc20内，用于存储映射的接口信息；以及第二映射存储区310，设置在所述变频器30内，用于存储映射的接口信息。其中，所述装置被配置为通过所述内部高速通讯接口40，将所述第一和第二映射存储区210和310的数据在plc20与所述变频器30之间进行交互，从而实现plc20与所述变频器30的接口扩展。本装置的具体接口扩展方式及所取得的有益效果，在上面的内容中已经详细进行了描述，在此不再赘述。本领域技术人员根据以上描述，可以非常清楚地掌握本装置的工作原理及实施方式。上述描述涉及各种模块。这些模块通常包括硬件和/或硬件与软件的组合(例如固化软件)。这些模块还可以包括包含指令(例如，软件指令)的计算机可读介质(例如，永久性介质)，当处理器执行这些指令时，就可以执行本发明的各种功能性特点。相应地，除非明确要求，本发明的范围不受实施例中明确提到的模块中的特定硬件和/或软件特性的限制。作为非限制性例子，本发明在实施例中可以由一种或多种处理器(例如微处理器、数字信号处理器、基带处理器、微控制器)执行软件指令(例如存储在非永久性存储器和/或永久性存储器)。另外，本发明还可以用专用集成电路(asic)和/或其他硬件元件执行。需要指出的是，上文对各种模块的描述中，分割成这些模块，是为了说明清楚。然而，在实际实施中，各种模块的界限可以是模糊的。例如，本文中的任意或所有功能性模块可以共享各种硬件和/或软件元件。又例如，本文中的任何和/或所有功能模块可以由共有的处理器执行软件指令来全部或部分实施。另外，由一个或多个处理器执行的各种软件子模块可以在各种软件模块间共享。相应地，除非明确要求，本发明的范围不受各种硬件和/或软件元件间强制性界限的限制。以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。当前第1页12