[发明专利]一种具有智能故障诊断功能的现场分布式输入输出装置

说明书

本发明公开了一种具有智能故障诊断功能的现场分布式输入输出装置，包括PLC控制器、远程IO模块和CClink IE Field Basic应用层，所述PLC控制器的输出端与远程IO模块的输入端电性连接，并且远程IO模块的输出端与CClink IE Field Basic应用层的输入端电性连接，本发明涉及分布式输入输出装置技术领域。该具有智能故障诊断功能的现场分布式输入输出装置，嵌入式实时操作系统包括应用层程序模块、程序编辑单元与访问控制层，利用PLC控制器自带的以太网口，降低整个PLC控制器的工业以太网控制系统的成本，并且弥补IP67高防护等级远程I/O模块的空缺，在远程I/O模块中用以太网协议芯片实现TCP/IP协议，用嵌入式实时操作系统实现Cclink IE Field Basic应用层协议，实现降低成本的目的。

技术领域

本发明涉及分布式输入输出装置技术领域，具体为一种具有智能故障诊断功能的现场分布式输入输出装置。

背景技术

一般情况下，电源模块插在第一插槽内，编号为0，PLC插在第二插槽内，各种类型的输入输出模块插在其余插槽内，I/O模块导轨的背面安装带有连接器的印制电路板，可以将插入I/O模块的各插槽连接起来，插槽的上下边可以使插入的模块排成一条直线，带有I/O模块和处理器的导轨被称为本地I/O导轨；带有I/O模块、电源、远程I/O通信卡并且安装在远离本地I/O导轨的导轨被称为远程I/O导轨，远程I/O导轨的数目取决于不同处理器能够控制变量的数目，远程I/O导轨与处理器之间的通信可以采用多种方式实现，具体包括同轴电缆、双轴电缆、屏蔽双绞线等，如果距离较远而需要考虑抑制噪声干扰问题可以采用光纤通信。

在使用三菱PLC的工业以太网系统时，需要额外购买一个CC-LINK IE FIELD工业以太网主站模块安装在PLC背板上，另外对应此工业总线的远程I/O模块在设计时需要使用专用的协议芯片，这个协议芯片价格相对通信的MCU来说价格比较高昂，目前在国内并没有符合三菱PLC的工业以太网高防护等级的IP67远程I/O模块，额外购买主站通信模块，这样在控制设备端增加了客户的成本；对于远程I/O模块使用专用的协议芯片也增加了从站设备的成本；另外，目前国内并没有符合三菱PLC的工业以太网IP67远程IO模块。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有智能故障诊断功能的现场分布式输入输出装置，解决了协议芯片价格相对通信的MCU来说价格比较高昂，目前在国内并没有符合三菱PLC的工业以太网高防护等级的IP67远程I/O模块，额外购买主站通信模块，这样在控制设备端增加了客户的成本；对于远程I/O模块使用专用的协议芯片也增加了从站设备的成本；另外，目前国内并没有符合三菱PLC的工业以太网IP67远程IO模块的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种具有智能故障诊断功能的现场分布式输入输出装置，包括PLC控制器、远程IO模块和CClink IE Field Basic应用层，所述PLC控制器的输出端与远程IO模块的输入端电性连接，并且远程IO模块的输出端与CClink IE Field Basic应用层的输入端电性连接，所述远程IO模块包括物理层与嵌入式实时操作系统，所述嵌入式实时操作系统包括应用层程序模块、协议编辑单元、程序编辑单元与访问控制层，所述应用层程序模块与协议编辑单元之间实现双向连接，所述协议编辑单元包括传输层协议编辑模块与网络层协议编辑模块，并且传输层协议编辑模块与网络层协议编辑模块之间实现双向连接，所述传输层协议编辑模块包括TCP传输层协议与UDP传输层协议，所述网络层协议编辑模块包括IP传输层协议、ARP传输层协议与ICMP传输层协议。

优选的，所述协议编辑单元与程序编辑单元之间实现双向连接，并且程序编辑单元与访问控制层之间实现双向连接。

优选的，所述程序编辑单元包括硬件驱动程序模块、MAC驱动程序模块与PHY驱动程序模块。