[发明专利]一种PLC控制系统

说明书

本发明提供一种PLC控制系统，包括服务器、交换机和与交换机相连的PLC子系统组成，PLC子系统包括CPU模块、模拟信号接口模块、数字信号接口模块，控制系统还包括以太网模块，CPU模块、模拟信号接口模块、数字信号接口模块均具有以太网接口，与以太网模块相连并进行相互通信，PLC子系统通过以太网模块与交换机相连。本发明的PLC控制系统，将原来PLC系统架构由封闭独立的小系统改为基于TCP/IP通信网络的开放式系统，大大增加了PLC控制系统的灵活性，解决了原来的扩展和距离问题。

技术领域

本发明涉及自动化控制领域，尤其涉及一种PLC控制系统。

背景技术

根据IEC定义：PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

如图1所示为传统PLC控制系统的结构示意图，在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485串行总线标准。RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。RS-485采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。应用RS-485可以联网构成分布式系统，其允许最多串联32台设备。但其传输距离受限，最长1KM，而且传输速度慢，1KM距离的传输速度是2400bps,还需要线路优化的情况下才有这个速度。

通常的PLC系统包括现场可编程的CPU模块、信号和控制接口模块以及远程通信模块。通常的做法是把所有模块固化在一起，或者用专用通信接口将各模块连在一起。无论是模块固化还是专用通信接口将模块连接在一起，都存在接口扩展和距离方面的限制。在实际工业现场应用中，传感器距离CPU模块有时会很远，有时数量也会很多，存在大量随着现场的变化增减传感器和控制设备的情况，因此方便扩展和收缩成为现场的一个问题。

传统的PLC控制器中能够外接电脑进行采集的485接口少，且经常被其他设备占用，因此现场有时无法满足采集数据的需要。同时，传统的PLC控制器采集的信息为电流信息、频率信息等原始信息，通过485接口传输信息在长距离的情况下容易失真。

传统的PLC控制器中包括CPU模块、数据采集模块，但每个控制器只能与其自身的模块进行通信，因此设备固定后不便移动和维修时。

发明内容

为了克服现有的缺陷，本发明提出一种PLC控制系统，包括服务器、交换机和与交换机相连的PLC子系统组成，PLC子系统包括CPU模块、模拟信号接口模块、数字信号接口模块，其特征在于，控制系统还包括以太网模块，CPU模块、模拟信号接口模块、数字信号接口模块均具有以太网接口，与以太网模块相连并进行相互通信，PLC子系统通过以太网模块与交换机相连。

进一步的，PLC子系统具有唯一标识码，PLC子系统中的CPU模块、模拟信号接口模块、数字信号接口模块的组号与PLC子系统的唯一标识码相同。

进一步的，CPU模块能够与不同PLC子系统的模拟信号接口模块、数字信号接口模块绑定以组成新的PLC子系统。

进一步的，以太网接口为金手指形式。

进一步的，CPU模块能够发送广播信息，并与应答的模拟信号接口模块、数字信号接口模块进行绑定；模拟信号接口模块和数字信号接口模块接收到广播信息后，判断如果广播信息携带的组号与本身的组号相同，则应答，同时记录CPU模块的IP地址，否则不应答。

进一步的，CPU模块在工作期间定时发出查询信息，要求与其绑定的模拟信号接口模块和/或数字信号接口模块上报工作状况；CPU模块对上报的工作状况进行分析，并发送相应的控制信息给以太网模块；