一種可編程邏輯控制器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種可編程邏輯控制器，其包括CPU、可編程邏輯器件、第一CAN控制器、第一光電隔離裝置、第一CAN收發(fā)器、第二CAN控制器、第二光電隔離裝置、第二CAN收發(fā)器以及外部數(shù)據(jù)接口，CPU分別與可編程邏輯器件、第一CAN控制器和第二CAN控制器相連接，可編程邏輯器件分別與第一CAN控制器和第二CAN控制器相連接，第一CAN控制器、第一光電隔離裝置、第一CAN收發(fā)器依次連接，第二CAN控制器、第二光電隔離裝置、第二CAN收發(fā)器依次連接，第一CAN收發(fā)器和第二CAN收發(fā)器分別與外部數(shù)據(jù)接口相連接。本實(shí)用新型的可編程邏輯控制器通信速度快，且擴(kuò)展能力強(qiáng)。
【專利說明】—種可編程邏輯控制器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及可編程邏輯控制器領(lǐng)域，尤其涉及一種雙路CAN總線的小型可編程邏輯控制器。

【背景技術(shù)】
[0002]可編程邏輯控制器是一種專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作命令，通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械和生產(chǎn)過程。可編程邏輯控制器及其有關(guān)的外部設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則而設(shè)計(jì)。
[0003]目前在小型化可編程邏輯控制器中，除基本的數(shù)字量控制，模擬量控制外，都是以串口控制和功能擴(kuò)展為主，功能單一，通信速度慢，擴(kuò)展能力也差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種通信速度快且擴(kuò)展能力強(qiáng)的可編程邏輯控制器。
[0005]為解決本實(shí)用新型的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種可編程邏輯控制器，其包括CPU、可編程邏輯器件、第一 CAN控制器、第一光電隔離裝置、第一 CAN收發(fā)器、第二 CAN控制器、第二光電隔離裝置、第二 CAN收發(fā)器以及外部數(shù)據(jù)接口，CPU分別與可編程邏輯器件、第一 CAN控制器和第二 CAN控制器相連接，可編程邏輯器件分別與第一 CAN控制器和第二 CAN控制器相連接，第一 CAN控制器、第一光電隔離裝置、第一 CAN收發(fā)器依次連接，第二 CAN控制器、第二光電隔離裝置、第二 CAN收發(fā)器依次連接，第一 CAN收發(fā)器和第二 CAN收發(fā)器分別與外部數(shù)據(jù)接口相連接。
[0006]其中，CPU采用32位基于ARM指令集的嵌入式處理器。
[0007]其中，可編程邏輯器件采用帶有64個(gè)宏單元，36個(gè)I/O資源的CPLD。
[0008]其中，第一光電隔離裝置采用兩個(gè)高速光耦組成。
[0009]其中，第二光電隔離裝置采用兩個(gè)高速光耦組成。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的可編程邏輯控制器采用較低成本實(shí)現(xiàn)雙路CAN總線收發(fā)功能，支持CAN2.0B協(xié)議和CANopen協(xié)議，提高了通信速度和擴(kuò)展能力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的可編程邏輯控制器的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示，本實(shí)用新型的可編程邏輯控制器包括CPU、可編程邏輯器件(CPLD)、第一 CAN (Controller Area Network,控制器局域網(wǎng))控制器、第一光電隔離裝置、第一 CAN收發(fā)器、第二 CAN控制器、第二光電隔離裝置、第二 CAN收發(fā)器以及外部數(shù)據(jù)接口。CPU分別與可編程邏輯器件、第一 CAN控制器和第二 CAN控制器相連接，可編程邏輯器件分別與第一 CAN控制器和第二 CAN控制器相連接,第一 CAN控制器、第一光電隔離裝置、第一 CAN收發(fā)器依次連接，第二 CAN控制器、第二光電隔離裝置、第二 CAN收發(fā)器依次連接，第一 CAN收發(fā)器和第二 CAN收發(fā)器分別與外部數(shù)據(jù)接口相連接。
[0013]本實(shí)用新型的可編程邏輯控制器的發(fā)送原理如下:CPU為雙路CAN數(shù)據(jù)發(fā)送的控制和數(shù)據(jù)處理中心，通過存儲(chǔ)數(shù)據(jù)總線和CPLD邏輯器件產(chǎn)生的控制信號(hào)去控制第一 CAN控制器和第二 CAN控制器；第一 CAN控制器和第二 CAN控制器將CPU送過來的數(shù)據(jù)按照CAN協(xié)議要求進(jìn)行數(shù)據(jù)打包和串行化發(fā)送；第一光電隔離裝置和第二光電隔離裝置將第一 CAN控制器、第二 CAN控制器與第一 CAN收發(fā)器、第二 CAN收發(fā)器的信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換和電氣隔離；第一CAN收發(fā)器、第二CAN收發(fā)器將第一光電隔離裝置和第二光電隔離裝置發(fā)送過來的CAN數(shù)據(jù)包進(jìn)行差分驅(qū)動(dòng)，信號(hào)增強(qiáng)，以達(dá)到增大通信距離，增強(qiáng)抗干擾的能力。
[0014]本實(shí)用新型的可編程邏輯控制器的接收原理如下:數(shù)據(jù)從可編程邏輯控器的外部數(shù)據(jù)接口上接收到CAN數(shù)據(jù)，通過第一 CAN收發(fā)器、第二 CAN收發(fā)器將差分信號(hào)轉(zhuǎn)化成串行數(shù)據(jù)流，經(jīng)過第一光電隔離裝置和第二光電隔離裝置的電平轉(zhuǎn)換后送入第一 CAN控制器、第二 CAN控制器；第一 CAN控制器、第二 CAN控制器將串行數(shù)據(jù)流解包后送入CPU處理，然后CPU根據(jù)CAN數(shù)據(jù)交互的功能，操作可編程邏輯控制器進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)所需功能。
[0015]CPU采用32位基于ARM指令集的嵌入式處理器，其內(nèi)部集成有MemoryController。CPU是本可編程邏輯控制器的中央處理單元，使用兼容ARMv5TE指令集的Xscale核心，主頻520M，用于運(yùn)行WinCE操作系統(tǒng)和CoDeSys SP應(yīng)用軟件。由于本系統(tǒng)采用了 WinCE操作系統(tǒng)，并且使用了 CoDeSys SP應(yīng)用軟件平臺(tái)，這對(duì)CPU的性能有比較高的要求。
[0016]CPLD是可編程邏輯控制器件，由于CPU為通用型的嵌入式處理器，并未集成CAN控制器的控制接口，所以需要使用到CPU的存儲(chǔ)接口來控制第一 CAN控制器、第二 CAN控制器；而CPU的存儲(chǔ)接口并未能直接訪問第一 CAN控制器、第二 CAN控制器，所以本實(shí)用新型使用帶有64個(gè)M acrocells (宏單元)，36個(gè)I/O資源的CPLD，通過邏輯編程的方式來產(chǎn)生第一 CAN控制器、第二 CAN控制器的讀寫使能控制信號(hào)。
[0017]第一 CAN控制器、第二 CAN控制器是具有完成CAN通信要求全部特性的芯片，能夠完成CAN總線物理和數(shù)據(jù)鏈路層所有的功能，支持BasicCAN和PeliCAN兩種模式。主要用于CAN協(xié)議數(shù)據(jù)的打包和接包處理。
[0018]第一光電隔離裝置和第二光電隔離裝置都采用兩個(gè)隔離電壓達(dá)3750Vrms的高速光耦組成，主要用于電平轉(zhuǎn)換及電氣隔離作用，能夠提高本系統(tǒng)的抗干擾性能。
[0019]第一 CAN收發(fā)器、第二 CAN收發(fā)器是第一 CAN控制器、第二 CAN控制器和物理總線之間的接口，為第一 CAN控制器、第二 CAN控制器提供差動(dòng)發(fā)送和接收功能，能夠起到增大通信距離，提高系統(tǒng)的瞬間抗干擾能力，保護(hù)總線，降低射頻干擾，實(shí)現(xiàn)熱防護(hù)的作用。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的可編程邏輯控制器采用較低成本實(shí)現(xiàn)雙路CAN總線收發(fā)功能，支持CAN2.0B協(xié)議和CANopen協(xié)議，提高了通信速度和擴(kuò)展能力。
[0021]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種可編程邏輯控制器，其特征在于，包括CPU、可編程邏輯器件、第一 CAN控制器、第一光電隔離裝置、第一 CAN收發(fā)器、第二 CAN控制器、第二光電隔離裝置、第二 CAN收發(fā)器以及外部數(shù)據(jù)接口，CPU分別與可編程邏輯器件、第一 CAN控制器和第二 CAN控制器相連接，可編程邏輯器件分別與第一 CAN控制器和第二 CAN控制器相連接，第一 CAN控制器、第一光電隔離裝置、第一 CAN收發(fā)器依次連接，第二 CAN控制器、第二光電隔離裝置、第二 CAN收發(fā)器依次連接，第一 CAN收發(fā)器和第二 CAN收發(fā)器分別與外部數(shù)據(jù)接口相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程邏輯控制器，其特征在于，CPU采用32位基于ARM指令集的嵌入式處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程邏輯控制器，其特征在于，可編程邏輯器件采用帶有64個(gè)宏單元，36個(gè)I/O資源的CPLD。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程邏輯控制器，其特征在于，第一光電隔離裝置采用兩個(gè)高速光耦組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程邏輯控制器，其特征在于，第二光電隔離裝置采用兩個(gè)高速光耦組成。
【文檔編號(hào)】G05B19/05GK204086920SQ201420560380
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】鄧艷相 申請(qǐng)人:上海步科自動(dòng)化股份有限公司