[发明专利]一种基于IEC60870-5-104远动规约的PLC通信模块

说明书

技术领域

本发明涉及工业通信领域，具体地说是一种基于IEC60870-5-104远动规约 的PLC通信模块。

背景技术

IEC60870-5-104规约是由国际电工委员会(IEC)于1998年8月制定，我 国于2002年也制定了相应的配套标准DL/T634.5104-2002。它是基于现代电子 技术和电子计算机技术,应用远程通信技术,对在远方变电站或者电厂的设备进 行监视和控制,主要实现了远程测量、远程信号、远程控制和远程调节的各项功 能。该规约目前在电力领域已经得到了比较广泛的应用。

当前，中国经济进入新的发展阶段。美国正致力于工业互联网开发，德国 积极推进工业4.0，我国提出“中国制造2025”、“互联网+”等发展理念。所有这 些新需求的基础都离不开网络化控制领域的技术和产品。在工业控制领域，PLC 凭借它功能强大、应用简单等优点越来越受到大家的欢迎，又因为 IEC60870-5-104远动规约具有可靠性高、实时性好、数据流量充足、支持网络 传输等诸多优点，基于该规约的PLC通信模块将在工业互联网领域发挥重要作 用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于IEC60870-5-104远动规约的PLC 通信模块，用于对工业现场，尤其是设备分布较广的工业现场数据的采集、处 理和控制。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种基于IEC60870-5-104远动规约的PLC通信模块，包括规约逻辑控制器 通过以太网端口与IEC60870-5-104远动规约主站连接，通过socket通信技术进 行通信，接收到IEC60870-5-104远动规约主站数据指令后进行解析；

规约逻辑控制器连接模块数据存储区，将解析后的数据存储到模块数据存 储区；

数据镜像连接模块数据存储区，将模块数据存储区中的数据与PLC控制器 中的缓冲区进行数据通信。

所述模块数据存储区包括存储输入区和存储输出区；

所述数据镜像包括输入数据镜像和输出数据镜像；

所述缓冲区包括输入缓冲区和输出缓冲区。

所述存储输入区通过输入数据镜像与PLC的输入缓冲区，根据地址偏移量 进行对应；

PLC的输入缓冲区还连接PLC的状态信息存储区和输入数据存储区，分别 进行状态信息和输入数据的存储；

所述存储输出区通过输出数据镜像与PLC的输出缓冲区，根据地址偏移量 进行对应；

PLC的输出缓冲区还连接PLC的输出数据存储区，读取输出数据。

所述对应过程为通过配置工具和PLC组态软件将需求的数据类型和点号配 置生成JSON文件，所述模块读取该JSON文件，配置系统参数，并完成模块与 PLC数据地址的对应。

所述模块包括ARM7内核的嵌入式控制器AT91M40800和10/100M自适应 以太网控制器LAN9218i-MT。

模块通过104规约主逻辑线程，实现IEC60870-5-104远动规约，满足可靠 性通讯、传输控制、连接有效性监测的要求。

所述模块采用嵌入式实时多任务操作系统进行多任务调度。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.可以对工业现场分布较广的设备进行控制。IEC60870-5-104规约是远动 规约，最早用于电力系统，是对分布较广的变电站进行监视和控制的规约，该 规约用在工业领域，可以监视和控制分布较广的设备。

2.系统独立。本发明作为PLC的扩展模块，具有独立的硬件平台与操作系 统，不干扰PLC的正常运行。

3.通讯稳定。本发明实现了IEC60870-5-104远动规约的可靠性通讯要求， 同时，增加了系统状态信息反馈，错误修复等功能。

4.互操作性强。本发明在设计时开发了配置工具，可以针对不同主站设备、 不同应用环境，进行系统参数的配置。

5.可靠性高。本发明实现了IEC60870-5-104远动规约中对可靠性的要求， 同时，设计增加了系统状态信息反馈，错误修复等功能。

附图说明

图1是本发明的总体架构图；

图2是本发明的协议结构图；

图3是本发明的网络线程状态机图；