專利名稱：一種基于無線技術(shù)的可編程邏輯控制系統(tǒng)和可編程邏輯控制模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種基于無線技術(shù)的可編程邏輯控制系統(tǒng)和可編程邏輯控制模塊技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種可編程邏輯控制系統(tǒng)，尤其涉及一種基于無線技術(shù)的可編 程邏輯控制系統(tǒng)和可編程邏輯控制模塊。
背景技術(shù)：
[0002]可編程邏輯控制器(Programmable logic Controller,簡稱PLC)，是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其 內(nèi)部存儲(chǔ)程序、執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令， 并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。[0003]用戶在將編寫好的程序從個(gè)人電腦(簡稱PC機(jī))導(dǎo)入到PLC時(shí)，往往需要專門 的編程電纜，圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的一種編程電纜90，其中一端91連接到PLC串口， 另一端92連接到PC機(jī)串口。[0004]由于該種編程電纜通常只具有一個(gè)連接PLC串口的端口，如果需要將同一 PC機(jī) 內(nèi)的程序?qū)氲蕉嗯_(tái)PLC時(shí)，則需要分次進(jìn)行。而且，通常該編程電纜與PLC配套使 用，如果需要將程序?qū)氲狡渌放苹蛘咂渌吞?hào)的PLC時(shí)，則需要更換與之對(duì)應(yīng)的編 程電纜。實(shí)用新型內(nèi)容[0005]本實(shí)用新型旨在提供一種基于無線技術(shù)的可編程邏輯控制系統(tǒng)，可以在無需編 程電纜的情況下，對(duì)可編程邏輯控制模塊進(jìn)行程序下載、調(diào)試等操作。[0006]本實(shí)用新型的另一目的在于，提供一種基于無線技術(shù)的可編程邏輯控制模塊， 可以通過無線技術(shù)實(shí)現(xiàn)與其他設(shè)備的數(shù)據(jù)通訊。[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出了一種基于無線技術(shù)的可編程邏輯控制系 統(tǒng)，包括一個(gè)可編程邏輯控制模塊、一個(gè)存儲(chǔ)有數(shù)據(jù)的第一設(shè)備，所述第一設(shè)備連接到 第一無線模塊，所述第一無線模塊用于發(fā)送所述數(shù)據(jù)；所述可編程邏輯控制模塊連接到 一第二無線模塊，所述第二無線模塊用于接收第一無線模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將其進(jìn)一步 傳輸至所述可編程邏輯控制模塊。[0008]優(yōu)選地，所述第一設(shè)備為個(gè)人電腦(PC機(jī))、嵌入式主機(jī)或工控機(jī)，從而可以在 工業(yè)環(huán)境下使用，尤其是，使用個(gè)人電腦來進(jìn)行程序下載、調(diào)試等操作尤為有利。[0009]優(yōu)選地，所述可編程邏輯控制模塊(PLC模塊)為模塊通用邏輯控制模塊、程序 存儲(chǔ)模塊、數(shù)字量輸入模塊或數(shù)字量輸出模塊，可以滿足不同模塊的不同功能需求。[0010]優(yōu)選地，所述第一和第二無線模塊為藍(lán)牙模塊、無線局域網(wǎng)模塊或紫蜂 (Zigbee)模塊。當(dāng)所述無線模塊為Zigbee模塊時(shí)，其效果尤為突出，具有安裝容易、短 距離通信、數(shù)據(jù)傳輸可靠而且可以支持中繼等優(yōu)點(diǎn)，可以與其他連接有無線模塊的PLC 模塊組成一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)。[0011]優(yōu)選地，所述第一無線模塊通過第一接口模塊與所述第一設(shè)備連接，舉例來 說，所述第一接口模塊為USB模塊，對(duì)于PC機(jī)等設(shè)備，USB端口較為普遍，使用USB 端口可以比較方便地與不同的PC機(jī)進(jìn)行連接。[0012]另外，所述第一無線模塊也可以內(nèi)置在所述第一設(shè)備內(nèi)，以此種連接方式實(shí)現(xiàn) 其功能。[0013]對(duì)于PLC模塊而言，所述第二無線模塊可以通過第二接口模塊與所述PLC模塊 連接，舉例來說，所述第二接口模塊可以為DB9接口模塊。[0014]另外，所述第二無線模塊也可以內(nèi)置在所述PLC模塊內(nèi)，以此種連接方式實(shí)現(xiàn) 其功能。[0015]本實(shí)用新型還提供了一種可編程邏輯控制模塊，所述可編程邏輯控制模塊連接 有一個(gè)無線模塊，所述無線模塊用于收發(fā)數(shù)據(jù)，并與所述的可編程邏輯控制模塊傳輸所 述數(shù)據(jù)。這樣，在與其他同樣具有無線模塊的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊時(shí)，便可以無需編程電 纜等設(shè)備。[0016]優(yōu)選地，所述無線模塊為藍(lán)牙模塊、無線局域網(wǎng)模塊或紫蜂(Zigbee)模塊。尤 其可以為Zigbee模塊，利用Zigbee技術(shù)實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通訊。[0017]通過本實(shí)用新型提供的PLC系統(tǒng)和PLC模塊，可以省去編程電纜來實(shí)現(xiàn)設(shè)備與 PLC模塊間的數(shù)據(jù)下載、調(diào)試等操作，而且，在使用Sgbee等技術(shù)時(shí)，第一設(shè)備還可以 同時(shí)與數(shù)臺(tái)PLC模塊間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)下載、調(diào)試等操作，節(jié)省了時(shí)間成本和電纜設(shè)備成本。


[0018]以下附圖僅旨在于對(duì)本實(shí)用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實(shí)用新型的 范圍。[0019]其中，[0020]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的編程電纜示意圖；[0021]圖2是本實(shí)用新型提供的一種可編程邏輯控制系統(tǒng)實(shí)施例的示意圖；[0022]圖3是本實(shí)用新型提供的一種無線模塊與接口模塊的連接示意圖；[0023]圖4是作為一種無線模塊的Zigbee模塊結(jié)構(gòu)示意圖；[0024]圖5是本實(shí)用新型中一種可編程邏輯控制系統(tǒng)實(shí)施例的示意圖，其可以支持路 由；[0025]圖6是本實(shí)用新型中一種PLC模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0026]為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖說 明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。[0027]如圖2所示，本實(shí)用新型提供了一種基于無線技術(shù)的可編程邏輯控制系統(tǒng)實(shí)施 例，該系統(tǒng)包括有一第一設(shè)備4、至少一個(gè)PLC模塊01、22、23)以及分別通過接口模 塊連接第一設(shè)備和PLC模塊的無線模塊(31、32、33、34)，通過無線技術(shù)實(shí)現(xiàn)第一設(shè)備 和PLC模塊之間的無線通訊。[0028]舉例來說，無線模塊則可以是藍(lán)牙模塊、無線局域網(wǎng)WiFi模塊和Zigbee模塊等等。目前，市場(chǎng)上的無線通訊方式主要有藍(lán)牙、無線局域網(wǎng)WiFi等方式，雖然藍(lán)牙具有 帶寬高的優(yōu)點(diǎn)，但通訊距離短、不能組網(wǎng)、功耗大、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜；無線局域網(wǎng)WiFi具有帶 寬較高的優(yōu)點(diǎn)，但通訊距離較短、功耗很大、實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜，而且無線局域網(wǎng)WiFi和藍(lán) 牙都不能適用于長時(shí)間運(yùn)行的場(chǎng)合。[0029]Zigbee(紫蜂技術(shù))是一種新的短距離無線通訊技術(shù)，具有成本低、體積小 和功耗低的優(yōu)點(diǎn)，其工作在三個(gè)頻段，它們分別是868MPiz、915MPiz和2.4GPiz。其 中2.4GHz為全球通用的工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)(ISM)頻段，在該頻段上數(shù)據(jù)傳輸速率為 250kbps,在此頻段上組建無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)，具有安裝容易，短距離通信，數(shù)據(jù) 傳輸可靠等優(yōu)點(diǎn)，是組建無線傳感網(wǎng)絡(luò)的首選技術(shù)之一。[0030]第一設(shè)備可以是PC機(jī)、嵌入式主機(jī)、工控機(jī)等等，PLC模塊可以是通用邏輯控 制模塊、程序存儲(chǔ)模塊、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊等等。[0031]以下以第一設(shè)備為PC機(jī)、無線模塊為Zigbee模塊為例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說明， 本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，PC機(jī)之外的其他第一設(shè)備和Zigbee模塊之外的其他無線模塊也可 以適用到以下諸實(shí)施例中。[0032]具體來說，可以通過PC機(jī)的USB接口將Zigbee模塊連接到PC機(jī)上，同時(shí)， PLC模塊上也通過接口模塊外接有Zigbee模塊，利用Zigbee技術(shù)實(shí)現(xiàn)PC機(jī)和PLC模塊的無線通訊，完成程序下載或者調(diào)試等功能。[0033]如圖3所示，可以將無線模塊10 (比如為Zigbee模塊)和接口模塊50設(shè)計(jì)為一 體，形成一個(gè)獨(dú)立的外接無線裝置5 (此處便為外接Zigbee裝置)，通過無線模塊10收發(fā) 數(shù)據(jù)，通過接口模塊50與第一設(shè)備或PLC模塊上的對(duì)應(yīng)接口的配合，實(shí)現(xiàn)與第一設(shè)備或 者PLC模塊的外部連接。[0034]對(duì)于PC機(jī)而言，可以設(shè)計(jì)一具有USB端口的外接Zigbee裝置，即同時(shí)兼有 Zigbee模塊和接口模塊(此處的接口模塊為USB模塊)，這樣便可以通過PC機(jī)的USB Host接口高效快捷的擴(kuò)展出Sgbee/802.15.4無線網(wǎng)絡(luò)的通信功能。[0035]舉例而言，所述USB模塊可以是采用型號(hào)為C8051F320的USB轉(zhuǎn)換芯片，用于 接收Zigbee模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)并將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行USB協(xié)議轉(zhuǎn)換，然后發(fā)送到PC機(jī)的 USB接口，該芯片也是用于接收PC機(jī)通過USB接口發(fā)送的數(shù)據(jù)或者命令并將其發(fā)送給 Zigbee模塊的USB轉(zhuǎn)換芯片。[0036]所述PC機(jī)用于驅(qū)動(dòng)USB模塊，并存儲(chǔ)有PLC所需數(shù)據(jù)，此處的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)應(yīng)理 解為通過其內(nèi)置硬件存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，或者雖然數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在PC機(jī)外的外部存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)，但是 PC機(jī)可以讀取外部存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)的數(shù)據(jù)。PC機(jī)可以通過USB模塊將該數(shù)據(jù)(比如程序) 使用Zigbee模塊發(fā)送至相關(guān)PLC的Zigbee模塊上。在實(shí)踐中，PC機(jī)可以與公共移動(dòng)電 話網(wǎng)或以太網(wǎng)相聯(lián)。[0037]舉例而言，所述Zigbee模塊可以采用型號(hào)為CCM30的射頻芯片，用于接收和 發(fā)送Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)，比如需要進(jìn)行下載的程序等。而Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)是符合 Zigbee無線通信協(xié)議的無線通訊網(wǎng)絡(luò)。[0038]Zigbee模塊用以實(shí)現(xiàn)嵌入式Zigbee應(yīng)用的片上系統(tǒng)，支持(但不限于僅支 持)2.4GHzIEEE 802.15.4協(xié)議。如圖4所示，所述Sgbee模塊10包括微控制器102、 與微控制器相連的用于連接射頻天線的Zigbee射頻前端104和內(nèi)存。微控制器使用一個(gè)8位的8051MCU內(nèi)核109，并具備U8KB閃存107和8KB RAM108,另外，還包含模數(shù) 轉(zhuǎn)換器(ADC)，若干個(gè)定時(shí)器、AES-U8協(xié)同處理器、看門狗定時(shí)器、32kHz晶振的休 眠模式定時(shí)器、上電復(fù)位電路、掉電檢測(cè)電路，以及21個(gè)可編程I/O引腳。該芯片采用 0.18微米CMOS工藝生產(chǎn)，工作時(shí)的電流損耗為27mA，采用8腳QLP封裝。它可用于 各種Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，包括協(xié)調(diào)器、路由器和終端設(shè)備等。[0039]連接到PLC模塊上的外接Sgbee裝置，包括Sgbee模塊和與PLC模塊接口相適應(yīng)的接口模塊，比如，對(duì)于西門子公司的PLCMOO系列產(chǎn)品而言，此處的接口模塊則是 與其PLC S200相適應(yīng)的DB9串口，利用該串口將Zigbee模塊連接到PLC模塊上。[0040]當(dāng)然，除了使用PC機(jī)上的USB接口之外，還可以通過PC機(jī)上的其他接口，實(shí) 現(xiàn)與Zigbee模塊的連接，比如通過COM 口等等，S卩，此時(shí)的外接Zigbee裝置的接口模 塊則相應(yīng)地為COM 口等等。[0041]在另一實(shí)施例中，可以將Sgbee模塊集成至PC機(jī)內(nèi)部，無需通過USB即可實(shí) 現(xiàn)與PLC上的Zigbee模塊的通訊。[0042]在又一實(shí)施例中，也可以將Zigbee模塊集成至PLC內(nèi)部，無需再外接專門的 Zigbee模塊，便可以與PC機(jī)上的Zigbee模塊或者其他PLC上的Zigbee模塊進(jìn)行通訊。[0043]現(xiàn)在介紹本實(shí)用新型所提供的一種基于Zigbee技術(shù)的PLC系統(tǒng)的工作過程，以 外接Zigbee裝置為例，將各Zigbee模塊通過接口模塊接入到相應(yīng)設(shè)備上后，Zigbee模塊 上電啟動(dòng)，加入Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)成功加入網(wǎng)絡(luò)后，PC機(jī)通過USB模塊發(fā)送程序， 當(dāng)Zigbee模塊接收到USB模塊通過串口發(fā)送過來的命令或數(shù)據(jù)(如PLC程序)時(shí)，將產(chǎn) 生中斷信號(hào)，并將接收的命令或數(shù)據(jù)發(fā)送到Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)。與PLC模塊相連的Zigbee 裝置等待Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的數(shù)據(jù)，當(dāng)有數(shù)據(jù)發(fā)送到Zigbee模塊時(shí)，與PLC模塊相連 的Zigbee模塊產(chǎn)生中斷信號(hào)，并通過串口將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送給PLC模塊。[0044]尤其是，當(dāng)需要同時(shí)向兩個(gè)或者兩個(gè)以上的PLC模塊下載程序時(shí)，通過Zigbee 網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)在線同時(shí)下載、調(diào)試的功能，而無需對(duì)各PLC模塊逐一下載、調(diào)試，也 省去了需配置與各PLC模塊相應(yīng)的編程電纜，節(jié)省了時(shí)間成本和編程電纜成本。[0045]而且，尤其對(duì)于Zigbee技術(shù)而言，還具有路由的功能，如圖5所示，當(dāng)外接有 Zigbee模塊34的PC機(jī)4與外接有Zigbee模塊(31，33)的多個(gè)PLC模塊01，23)之間 組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，盡管PLC模塊23距離PC機(jī)4較遠(yuǎn)，無法實(shí)現(xiàn)直接通信，同樣可以借 助于路由功能，通過中間的PLC模塊21實(shí)現(xiàn)與較遠(yuǎn)距離的PC機(jī)4之間的通信，從而可 以進(jìn)行這種較遠(yuǎn)距離的程序下載、調(diào)試工作。[0046]如圖6所示，本實(shí)用新型還提供了一種內(nèi)置有無線模塊10的PLC模塊6，而該 無線模塊10用于收發(fā)數(shù)據(jù)。[0047]這樣的無線模塊可以是藍(lán)牙模塊、無線局域網(wǎng)模塊或Zigbee模塊。比如，當(dāng)該 無線模塊為Zigbee模塊時(shí)，可以通過一定的接口與PLC模塊中的接口連接，從而內(nèi)置在 PLC模塊中，比如通過UART接口內(nèi)置在西門子公司的LOGO ！ PLC模塊中。[0048]雖然上述以Sgbee技術(shù)這一優(yōu)選實(shí)施例來說明本實(shí)用新型，但是，對(duì)于Zigbee 技術(shù)之外的其他無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的，比如藍(lán)牙技術(shù)和無線局域網(wǎng) WiFi等等其他技術(shù)。[0049]應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書是按照各個(gè)實(shí)施例描述的，但并非每個(gè)實(shí)施例僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以理解的其他實(shí)施方式。[0050] 以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的具體實(shí)施方式
，并非用以限定本實(shí)用新型的 范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同 變化、修改與結(jié)合，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種基于無線技術(shù)的可編程邏輯控制系統(tǒng)，包括一個(gè)可編程邏輯控制模塊、一個(gè) 存儲(chǔ)有數(shù)據(jù)的第一設(shè)備，其特征在于所述第一設(shè)備連接到第一無線模塊，所述第一無 線模塊用于發(fā)送所述數(shù)據(jù)；所述可編程邏輯控制模塊連接到一第二無線模塊，所述第二 無線模塊用于接收第一無線模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將其進(jìn)一步傳輸至所述可編程邏輯控制 模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的可編程邏輯控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一設(shè)備為個(gè)人電 腦、嵌入式主機(jī)或工控機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的可編程邏輯控制系統(tǒng)，其特征在于，所述可編程邏輯控制模塊 為模塊通用邏輯控制模塊、程序存儲(chǔ)模塊、數(shù)字量輸入模塊或數(shù)字量輸出模塊。
4.如權(quán)利要求1所述的可編程邏輯控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一和第二無線模塊 為藍(lán)牙模塊、無線局域網(wǎng)模塊或紫蜂模塊。
5.如權(quán)利要求1所述的可編程邏輯控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一無線模塊通過第 一接口模塊與所述第一設(shè)備連接。
6.如權(quán)利要求5所述的可編程邏輯控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一接口模塊為USB 模塊。
7.如權(quán)利要求1所述的可編程邏輯控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一無線模塊內(nèi)置在 所述第一設(shè)備內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的可編程邏輯控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第二無線模塊通過第 二接口模塊與所述可編程邏輯控制模塊連接。
9.如權(quán)利要求8所述的可編程邏輯控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第二接口模塊為DB9 接口模塊。
10.如權(quán)利要求1所述的可編程邏輯控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第二無線模塊內(nèi)置 在所述可編程邏輯控制模塊內(nèi)。
11.一種可編程邏輯控制模塊，其特征在于，所述可編程邏輯控制模塊連接有一個(gè)無 線模塊，所述無線模塊用于收發(fā)數(shù)據(jù)，并與所述的可編程邏輯控制模塊傳輸所述數(shù)據(jù)。
12.如權(quán)利要求11所述的可編程邏輯控制模塊，其特征在于，所述無線模塊為藍(lán)牙模 塊、無線局域網(wǎng)模塊或紫蜂模塊。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種基于無線技術(shù)的可編程邏輯控制系統(tǒng)，包括一個(gè)可編程邏輯控制模塊、一個(gè)存儲(chǔ)有數(shù)據(jù)的第一設(shè)備，其特征在于所述第一設(shè)備連接到第一無線模塊，所述第一無線模塊用于發(fā)送所述數(shù)據(jù)；所述可編程邏輯控制模塊連接到一第二無線模塊，所述第二無線模塊用于接收第一無線模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將其進(jìn)一步傳輸至所述可編程邏輯控制模塊，本實(shí)用新型還提供了一種基于無線技術(shù)的可編程邏輯控制模塊，通過本實(shí)用新型提供的可編程邏輯控制系統(tǒng)和可編程邏輯控制模塊，可以省去編程電纜來實(shí)現(xiàn)設(shè)備與PLC模塊間的數(shù)據(jù)下載、調(diào)試等操作，而且，在使用Zigbee等技術(shù)時(shí)，還可以同時(shí)與數(shù)臺(tái)PLC模塊間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)下載、調(diào)試等操作，節(jié)省了時(shí)間成本和電纜設(shè)備成本。
文檔編號(hào)G05B19/05GK201804245SQ20102053047
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者季軍利, 李昔文 申請(qǐng)人:西門子公司