一種可編程邏輯控制器的制造方法
【專利摘要】本實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收發器、第二CAN控制器、第二光電隔離裝置、第二CAN收發器以及外部數據接口，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收發器依次連接，第二CAN控制器、第二光電隔離裝置、第二CAN收發器依次連接，第一CAN收發器和第二CAN收發器分別與外部數據接口相連接。本實用新型的可編程邏輯控制器通信速度快，且擴展能力強。
【專利說明】—種可編程邏輯控制器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及可編程邏輯控制器領域，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】
[0002]可編程邏輯控制器是一種專為工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子系統，它采用可編程序的存儲器，在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作命令，通過數字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械和生產過程。可編程邏輯控制器及其有關的外部設備，都應按易于與工業控制系統聯成一個整體，易于擴充其功能的原則而設計。
[0003]目前在小型化可編程邏輯控制器中，除基本的數字量控制，模擬量控制外，都是以串口控制和功能擴展為主，功能單一，通信速度慢，擴展能力也差。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種通信速度快且擴展能力強的可編程邏輯控制器。
[0005]為解決本實用新型的技術問題，本實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收發器、第二 CAN控制器、第二光電隔離裝置、第二 CAN收發器以及外部數據接口，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收發器依次連接，第二 CAN控制器、第二光電隔離裝置、第二 CAN收發器依次連接，第一 CAN收發器和第二 CAN收發器分別與外部數據接口相連接。
[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個宏單元，36個I/O資源的CPLD。
[0008]其中，第一光電隔離裝置采用兩個高速光耦組成。
[0009]其中，第二光電隔離裝置采用兩個高速光耦組成。
[0010]與現有技術相比較，本實用新型的可編程邏輯控制器采用較低成本實現雙路CAN總線收發功能，支持CAN2.0B協議和CANopen協議，提高了通信速度和擴展能力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的可編程邏輯控制器的示意圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示，本實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)控制器、第一光電隔離裝置、第一 CAN收發器、第二 CAN控制器、第二光電隔離裝置、第二 CAN收發器以及外部數據接口。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收發器依次連接，第二 CAN控制器、第二光電隔離裝置、第二 CAN收發器依次連接，第一 CAN收發器和第二 CAN收發器分別與外部數據接口相連接。
[0013]本實用新型的可編程邏輯控制器的發送原理如下:CPU為雙路CAN數據發送的控制和數據處理中心，通過存儲數據總線和CPLD邏輯器件產生的控制信號去控制第一 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送過來的數據按照CAN協議要求進行數據打包和串行化發送；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收發器、第二 CAN收發器的信號進行電平轉換和電氣隔離；第一CAN收發器、第二CAN收發器將第一光電隔離裝置和第二光電隔離裝置發送過來的CAN數據包進行差分驅動，信號增強，以達到增大通信距離，增強抗干擾的能力。
[0014]本實用新型的可編程邏輯控制器的接收原理如下:數據從可編程邏輯控器的外部數據接口上接收到CAN數據，通過第一 CAN收發器、第二 CAN收發器將差分信號轉化成串行數據流，經過第一光電隔離裝置和第二光電隔離裝置的電平轉換后送入第一 CAN控制器、第二 CAN控制器；第一 CAN控制器、第二 CAN控制器將串行數據流解包后送入CPU處理，然后CPU根據CAN數據交互的功能，操作可編程邏輯控制器進行相應的動作，實現所需功能。
[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，用于運行WinCE操作系統和CoDeSys SP應用軟件。由于本系統采用了 WinCE操作系統，并且使用了 CoDeSys SP應用軟件平臺，這對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的存儲接口來控制第一 CAN控制器、第二 CAN控制器；而CPU的存儲接口并未能直接訪問第一 CAN控制器、第二 CAN控制器，所以本實用新型使用帶有64個M acrocells (宏單元)，36個I/O資源的CPLD，通過邏輯編程的方式來產生第一 CAN控制器、第二 CAN控制器的讀寫使能控制信號。
[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總線物理和數據鏈路層所有的功能，支持BasicCAN和PeliCAN兩種模式。主要用于CAN協議數據的打包和接包處理。
[0018]第一光電隔離裝置和第二光電隔離裝置都采用兩個隔離電壓達3750Vrms的高速光耦組成，主要用于電平轉換及電氣隔離作用，能夠提高本系統的抗干擾性能。
[0019]第一 CAN收發器、第二 CAN收發器是第一 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控制器提供差動發送和接收功能，能夠起到增大通信距離，提高系統的瞬間抗干擾能力，保護總線，降低射頻干擾，實現熱防護的作用。
[0020]與現有技術相比較，本實用新型的可編程邏輯控制器采用較低成本實現雙路CAN總線收發功能，支持CAN2.0B協議和CANopen協議，提高了通信速度和擴展能力。
[0021]以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
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收發器、第二 CAN控制器、第二光電隔離裝置、第二 CAN收發器以及外部數據接口，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收發器依次連接，第二 CAN控制器、第二光電隔離裝置、第二 CAN收發器依次連接，第一 CAN收發器和第二 CAN收發器分別與外部數據接口相連接。
2.根據權利要求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.根據權利要求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個宏單元，36個I/O資源的CPLD。
4.根據權利要求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高速光耦組成。
5.根據權利要求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高速光耦組成。
【文檔編號】G05B19/05GK204086920SQ201420560380
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月26日 優先權日:2014年9月26日
【發明者】鄧艷相 申請人:上海步科自動化股份有限公司