一种PLC无线调试装置的制作方法

本发明涉及一种适用与plc处理器的远程无线调试装置。

背景技术：

随着现代自动化控制技术水平的提供，现在的大型生产制造装置设备都已经配置上了能够实现自动化生产的电子系统，其中绝大多数电子系统以plc处理器为核心。而作为设计系统过程中的一个必不可少的环节就是进行系统程序的调试。

众所周知常规的调试方法都是采用有线的在线调试方法，即使用数据线将待调试设备和电脑进行数据连接，这种连接方式在系统程序初期设计是使用较多，但是一旦到了在设备上进行程序的调试阶段，有线调试就显得十分的不方便，这是由于待调试的装置设备一般都是放置在车间内，而车间内生产环境复杂，若在这种环境下使用有线连接，调试过程就显得十分地不便。

针对以上情况现有技术中存在利用无线路由器作为底层plc处理器和调试上位机的通信连接媒介，但现实中路由器设置较为困难繁琐，设置成本较高，系统结构复杂。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种适用于plc处理器的，利用射频通信技术的无线调试装置。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

一种plc无线调试装置，包括plc处理器以及调试上位机，还包括有第一射频收发器和第二射频收发器，所述第一射频收发器和第二射频收发器分别与调试上位机以及plc处理器相连；所述第一射频收发器和第二射频收发器均包括控制器、可调振荡器、混频器、包络检波器以及收发天线，所述控制器输出端分别与混频器输入端以及可调振荡器输入端相连，所述可调振荡器输出端与混频器输入端相连，所述收发天线分别与混频器输出端以及包络检波器输入端相连，所述包络检波器输出端与控制器输入端相连，所述第一射频收发器控制器与调试上位机双向通信连接，所述第二射频收发器控制器与plc处理器双向通信连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述可调振荡器包括三极管、第一电容、第二电容、第三电容以及电感，所述第一电容接在三极管集电极与地之间，所述第一电容与串联的电感和第二电容并联，所述三极管基极通过第三电容接在电感和第二电容之间；所述第一电容和/或第二电容是可编程电容器，所述可编程电容器型号为max1474，所述第一电容和/或第二电容与控制器输出端相连。

作为上述技术方案的进一步改进，所述包络检波器包括第一二极管、第四电容、第五电容、第一电阻以及第二电阻，所述第一二极管与包络检波器输入端相连，所述第四电容两端分别接在第一二极管负极和地，所述第一电阻与第四电容并联，所述第一电阻与串联的第五电容和第二电阻并联。

作为上述技术方案的进一步改进，所述混频器包括模拟乘法器芯片，所述模拟乘法器芯片型号为bg314，所述振荡电路输出端与控制器输出端分别接在模拟乘法器芯片的输入端，所述模拟乘法器输出端与收发天线相连。

本发明的有益效果是：本发明无线调试装置利用射频收发器实现调试上位机和plc处理器的通信连接，取代原来利用路由器实现通信连接的技术手段，通信连接设置简单，简化整个调试装置的结构，降低通信连接损耗功率，保证调试通信质量。

一种无线调试装置的调试方法，包括以下步骤：

步骤a：设置初始参数，包括通信地址、通信频率以及信号功率；

步骤b：第一射频收发器控制器根据调试上位机传输的信息码设置校验码，所述信息码和校验码组成调试信号；

步骤c：第一射频收发器混频器对调试信号进行调制并通过收发天线发送出去；

步骤d：第二射频收发器包络检波器对接收到的调试信号进行解调；

步骤e：第二射频收发器控制器判断接收到的信息码和校验码是否符合设置原则，如果符合，控制器将信息码传输到plc处理器，如果不符合，第二射频收发器发送反馈信号到第一射频收发器，第一射频收发器接收到反馈信号后，重新发送调试信号。

作为上述技术方案的进一步改进，所述信息码是8位数据，步骤b中设置校验码规则包括以下步骤：

步骤b01：将信息码左移一位，在最低位补零，得到新的信息码；

步骤b02：将新旧信息码进行与运算；

步骤b03：计算步骤b02运算结果中数字1的位数；

步骤b04：将位数转换为二进制，得到校验码。

本调试方法的有益效果是：本发明通过根据信息码设置校验码，有效降低通信过程中的误码率，提高调试过程中的通信质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。

图1是本发明的电路原理框架图；

图2是本发明可调振荡器的电路原理图；

图3是本发明包络检波器的电路原理图；

图4是本发明调试方法的具体实施例的流程图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1～图3，针对现有技术中利用路由器作为调试上位机以及plc处理器通信连接设备的技术方案过于复杂，通信设置过于繁琐的技术问题，本发明创造提供一种plc无线调试装置，所述调试装置包括plc处理器以及调试上位机，还包括有第一射频收发器和第二射频收发器，所述第一射频收发器和第二射频收发器分别与调试上位机以及plc处理器相连；所述第一射频收发器和第二射频收发器均包括控制器、可调振荡器、混频器、包络检波器以及收发天线，所述控制器输出端分别与混频器输入端以及可调振荡器输入端相连，所述可调振荡器输出端与混频器输入端相连，所述收发天线分别与混频器输出端以及包络检波器输入端相连，所述包络检波器输出端与控制器输入端相连，所述第一射频收发器控制器与调试上位机双向通信连接，所述第二射频收发器控制器与plc处理器双向通信连接，既所述第一射频收发器和第二射频收发器内部结构是一致的，只是第一射频收发器受调试上位机控制，第二射频收发器受plc处理器控制。本发明创造利用射频收发器作为调试上位机与plc处理器在调试过程中的通信连接的设备，取代了现有技术中利用路由器作为通信设备的技术手段，简化了整个调试装置，而且射频收发器设置简单，无需像路由器一般在通信前要进行各种繁琐的设置，便于工作人员使用。本发明创造具体工作原理如下：调试上位机将调试用信息码发送到第一射频收发器，第一射频收发器控制器根据信息码按照设定的算法添加校验码，所述信息码和校验码组成调试信号，所述调试信号与振荡器所输出的调制信号同时输入到混频器中进行信号的调制，之后经收发天线发射出去，plc处理器端第二射频收发器收发天线接收到相关信号后经包络检波器得到基带的调试信号，第二射频收发器控制器判断信息码和校验码是否按照规定的算法互相对应，如果是，第二射频收发器控制器将信息码传输到plc处理器，plc处理器根据该信息码作出调试操作。

作为进一步优选的实施方式，本发明创造中可调振荡器用于生成一定频率的调制信号，本实施方式中所述可调振荡器是电容三点式振荡器，参照图2，可调振荡器包括三极管、第一电容、第二电容、第三电容以及电感，所述第一电容接在三极管集电极与地之间，所述第一电容与串联的电感和第二电容并联，所述三极管基极通过第三电容接在电感和第二电容之间；所述第一电容和/或第二电容是可编程电容器，所述可编程电容器型号为max1474，所述第一电容和/或第二电容与控制器输出端相连。其中第一电容、第二电容以及电感共同构成选频网络，改变其中任何一个元件的值，都能实现调制信号频率的改变，因此本实施方式中所述第一电容和/或第二电容采用一种可编程电容器，所述可编程电容器型号为max1474，所述第一电容和第二电容分别与控制器的输出端相连。

进一步作为优选的实施方式，本发明创造中所述包络检波器用于对接收到的调制信号进行解调操作，本实施方式中所述包络检波器包括第一二极管、第四电容、第五电容、第一电阻以及第二电阻，所述第一二极管与包络检波器输入端相连，所述第四电容两端分别接在第一二极管负极和地，所述第一电阻与第四电容并联，所述第一电阻与串联的第五电容和第二电阻并联。其中所述第五电容用于隔离电路中的直流成份，而第四电容用于滤除电路中的高频成份，使低频的基带信号通过，原理如下：高频的调制信号经过滤波和隔直后作用在第二电阻上，而第二电阻的电压同时又反作用在二极管的负极，使到第二电阻上的压降呈现出缓慢的变化，将调制信号的波形勾勒出来，得到低频的基带信号。

进一步作为优选的实施方式，所述混频器用于将控制器传输的基带信号与振荡器输出的高频载波信号进行乘法运算，得到携带信息数据的高频调制信号，本实施例中所述混频器包括模拟乘法器芯片，所述模拟乘法器芯片型号为bg314，所述振荡电路输出端与控制器输出端分别接在模拟乘法器芯片的输入端，所述模拟乘法器输出端与收发天线相连，所述模拟乘法器芯片集成度高，外围所需的元器件少，有效简化电路结构。

参照图4，本发明创造还公开了一种plc无限调试方法，该方法需要利用上述调试装置才能得以实现。所述调试方法包括以下步骤：

步骤a：设置初始参数，包括通信地址、通信频率以及信号功率；

步骤b：第一射频收发器控制器根据调试上位机传输的信息码设置校验码，所述信息码和校验码组成调试信号；

步骤c：第一射频收发器混频器对调试信号进行调制并通过收发天线发送出去；

步骤d：第二射频收发器包络检波器对接收到的调试信号进行解调；

步骤e：第二射频收发器控制器判断接收到的信息码和校验码是否符合设置原则，如果符合，控制器将信息码传输到plc处理器，如果不符合，第二射频收发器发送反馈信号到第一射频收发器，第一射频收发器接收到反馈信号后，重新发送调试信号。

具体地，步骤a是设置调试前的运行参数，主要包括通信地址、通信频率以及信号功率，由于实际应用中通常需要对多个plc处理器进行调试，因此设置各plc处理器所连接的第二射频收发器的通信地址，以及设置当前调试上位机需要调试的plc处理器的通信地址，使到调试上位机与该通信地址对应的plc处理连接，通信频率主要用于设置调试上位机与plc处理器的通信信道，只有当plc处理器和调试上位机对应的通信频率相同，才能实现通信连接，信号功率是指收发天线发射调试信号的功率，可以根据现场环境进行设置，当调试上位机与plc处理器距离较远时，可增大信号功率，保证通信质量，降低通信误码率；步骤b至步骤d是调试时调试信号传输的调制和解调过程，另外本实施例中所说信息码是8位，校验码是3位；而步骤e则是一个反馈机制，当第二射频收发器控制器检测到信息码和校验码不符合相应的设置规则时，第二射频收发器发送反馈信号到第一射频收发器，告知调试上位机重新发送该调试信号。本发明调试方法通信原理简单，能够实现一对多的调试模式，同时在通信过程中设置校验码，有效降低通信误码率，保证通信质量。

进一步作为优选的实施方式，本调试方法步骤b中校验码的设置规则如下：

步骤b01：将信息码左移一位，在最低位补零，得到新的信息码；

步骤b02：将新旧信息码进行与运算；

步骤b03：计算步骤b02运算结果中数字1的位数；

步骤b04：将位数转换为二进制，得到校验码。

本实施例中所述的校验码设置方法步骤简单，易于实现，同时能够检测出较多的误码情况，在这里举个例子予以说明：比如信息码是“01011101”，经上述步骤处理后，得到的校验码是“010”，经数学推理，当8位信息码中出现“1”的位数小于等于2或大于等于6都能够全部检测出来，当信息码中出现“1”的位数等于3或等于4时，只有当3个1集中在一起才检测不到，当信息码出现“1”的位数等于5时，当2个或以上“0”集中在一起，都能被检测到；再如信息码是“00100000”，经上述步骤处理后，得到的校验码是“000”，任何相邻两位都是“1”的信息吗都能够被检测出来。与传统的奇偶校验码等其他设置方式相比，出现误码的情况大大地降低。

进一步，所述调试上位机除了能够对外提供调试操作选项，还需要能够对外显示当前plc处理器的内部程序运行状况，因此所述步骤e之后还包括步骤f，plc处理器向调试上位机返回通信地址以及内部各个寄存器的值。

参照图4，本发明调试方法的其中一个具体实施例，包括以下具体步骤：

步骤s01：设置通信地址、通信频率以及信号功率；

步骤s02：调试上位机将信息码发送到第一射频收发器；

步骤s03：将信息码左移一位，在最低位补零，得到新的信息码；

步骤s04：将新旧信息码进行与运算；

步骤s05：计算步骤s04运算结果中数字1的位数；

步骤s06：将位数转换为二进制，得到校验码，所述原信息码与校验码组合成为调试信号；

步骤s07：第一射频收发器混频器将调试信号进行调制并通过收发天线发射出去；

步骤s08：第二射频收发器包络检波器对接收到的调试信号解调；

步骤s09：第二射频收发器控制器判断接收到的调试信号和校验码是否符合规则，如果是，第二射频收发器将调试信号中信息码传输到plc处理器，如果不是，第二射频收发器向第一射频收发器发送反馈信号，要求重发；

步骤s10：plc处理器向调试上位机返回通信地址以及内部各个寄存器的值。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。