Системный интерфейс программируемого логического контроллера

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей. Системный интерфейс программируемого логического контроллера содержит: микроконтроллер; второй микроконтроллер; два разъема для установки двух «Модулей питания»; два разъема для установки двух «Модулей процессорных»; десять разъемов для установки функциональных модулей ПЛК. 1 ил.

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для создания системных интерфейсов программируемого логического контроллера (ПЛК).

Известен «Программируемый логический контроллер для территориально-распределенной системы управления» [РФ №171436 U1, G05B 19/042, 31.05.2017], построенный по магистрально-модульной архитектуре и состоящий из одного или нескольких помещенных в дополнительную защитную оболочку каркасов, содержащих, по крайней мере, один модуль центрального процессора, а так же модули ввода и вывода аналоговых и дискретных сигналов, связные модули с поддержкой внешних интерфейсов RS-485 или RS-232, оборудованных опторазвязкой, все модули имеют собственные встроенные гальванически развязанные источники вторичного электропитания; межмодульная магистраль в каркасе организована помощью пассивной объединительной панели, которая содержит дублированные шины CAN, подключение модулей к которым оборудованы опторазвязкой, шины разводки входного питания 27 В и дополнительны сигналов, кроме того в каждый разъем панель подается индивидуальный код, используемый для идентификации в шине CAN устанавливаемого в этот разъем модуля, отличающийся тем, что каждый каркас содержит модуль управления электропитанием, который контролирует значения входного напряжения питания каркаса, нагрузку по току на внутренних линиях электропитания шины и температуру каркаса, выполняет выдачу в модуль центрального процессора предупредительных сообщений при повышении входного напряжения, увеличении тока нагрузки или температуры, а так же аварийное отключение каркаса от входного источника электропитания; выполняет индикацию наличия внешнего питающего напряжения 27 В и внутреннего напряжения на линиях объединительной платы, а так же индикацию аварийного состояния по входному питанию.

Недостатком этого контроллера является использование сложного оборудования, так как он используется в автоматизированных системах управления территориально-распределенными взрывоопасными производственными объектами, работающими в тяжелых климатических условиях, и может быть использовано для построения систем управления объектами наземной инфраструктуры ракетно-космических комплексов, а также химических и нефтегазовых установок.

Наиболее близким к заявляемому является «Устройство переключения интерфейсов» [РФ №2421794 C1, G06F 13/40, 20.06.2011], содержащее интерфейсные микросхемы с входом управления включением, соединенные с интерфейсами ЭВМ и аппаратуры передачи данных (АПД), управляющий вход интерфейсной микросхемы, соединенной с интерфейсом АПД, соединен постоянно с разрешающим потенциалом, в его состав включен микроконтроллер, входы микроконтроллера соединены с интерфейсными входами интерфейсных микросхем, соединенных с интерфейсами ЭВМ, выходы микроконтроллера соединены с управляющими входами этих микросхем, микроконтроллер управляется программой, анализирующей уровни сигналов на входах микроконтроллера и устанавливающей разрешающий уровень на входах управления интерфейсных микросхем, соединенных с интерфейсами ЭВМ, TTL выходы интерфейсных микросхем, соединенных с интерфейсами ЭВМ, соединены друг с другом и входами интерфейсной микросхемы, соединенной с интерфейсом АПД, TTL входы интерфейсных микросхем, соединенных с интерфейсами ЭВМ, соединены друг с другом и выходами интерфейсной микросхемы, соединенной с интерфейсом АПД.

Недостатком устройства является отсутствие возможности объединения в единую систему модулей ввода-вывода для подключения датчиков и исполнительных механизмов и процессорных модулей для исполнения алгоритмов контроля и управления.

Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет реализации объединения в единую систему модулей ввода-вывода для подключения датчиков и исполнительных механизмов и процессорных модулей для исполнения алгоритмов контроля и управления.

Технический результат достигается тем, что в «Системный интерфейс программируемого логического контроллера», содержащий микроконтроллер, дополнительно введены второй микроконтроллер, два разъема для установки двух «Модулей питания», два разъема для установки двух «Модулей процессорных» и десять разъемов для установки функциональных модулей ПЛК, вторые двухсторонние входы выходы которых объединены и соединены с вторым двухсторонним входом выходом первого микроконтроллера, второй вход которого соединен с вторым выходом второго разъема для установки двух «Модулей питания», первый выход которого соединен с первым входом второго микроконтроллера, второй вход которого соединен с вторым выходом первого разъема для установки двух «Модулей питания», первый выход которого соединен с первым входом первого микроконтроллера, первый двухсторонний вход выход которого соединен с первым двухсторонним входом выходом второго микроконтроллера, третий двухсторонний вход выход которого соединен с объединенными четвертыми двухсторонними входами выходами с первого по десятый разъемов для установки функциональных модулей ПЛК, второй двухсторонний вход выход второго микроконтроллера соединен с вторым двухсторонним входом выходом второго разъема для установки двух «Модулей процессорных», четвертый двухсторонний вход выход которого соединен с четвертым двухсторонним входом выходом первого разъема для установки двух «Модулей процессорных», второй двухсторонний вход выход которого соединен с третьим двухсторонним входом выходом первого микроконтроллера, первые двухсторонние входы выходы первого и второго разъемов для установки двух «Модулей процессорных» объединены и соединены с объединенными первыми двухсторонними входами выходами с первого по десятый разъемов для установки функциональных модулей ПЛК, третьи двухсторонние входы выходы первого и второго разъемов для установки двух «Модулей процессорных» объединены и соединены с объединенными третьими двухсторонними входами выходами с первого по десятый разъемов для установки функциональных модулей ПЛК.

На фиг. 1 представлена блок-схема системного интерфейса программируемого логического контроллера.

Системный интерфейс программируемого логического контроллера (ПЛК) (фиг. 1) содержит два микроконтроллера 1 и 16, реализующие алгоритм работы интерфейса, два разъема 2 и 15 для установки двух «Модулей питания», два разъема 3 и 14 для установки двух «Модулей процессорных» и десять разъемов 4…13 для установки функциональных модулей ПЛК, вторые двухсторонние входы выходы которых объединены и соединены с вторым двухсторонним входом выходом первого микроконтроллера 1, второй вход которого соединен с вторым выходом второго разъема 15 для установки двух «Модулей питания», первый выход которого соединен с первым входом второго микроконтроллера 16, второй вход которого соединен с вторым выходом первого разъема 2 для установки двух «Модулей питания», первый выход которого соединен с первым входом первого микроконтроллера 1, первый двухсторонний вход выход которого соединен с первым двухсторонним входом выходом второго микроконтроллера 16, третий двухсторонний вход выход которого соединен с объединенными четвертыми двухсторонними входами выходами с первого 4 по десятый 13 разъемов для установки функциональных модулей ПЛК, второй двухсторонний вход выход второго микроконтроллера 16 соединен с вторым двухсторонним входом выходом второго разъема 14 для установки двух «Модулей процессорных», четвертый двухсторонний вход выход которого соединен с четвертым двухсторонним входом выходом первого разъема 3 для установки двух «Модулей процессорных», второй двухсторонний вход выход которого соединен с третьим двухсторонним входом выходом первого микроконтроллера 1, первые двухсторонние входы выходы первого 3 и второго 14 разъемов для установки двух «Модулей процессорных» объединены и соединены с объединенными первыми двухсторонними входами выходами с первого 4 по десятый 13 разъемов для установки функциональных модулей ПЛК, третьи двухсторонние входы выходы первого 3 и второго 14 разъемов для установки двух «Модулей процессорных» объединены и соединены с объединенными третьими двухсторонними входами выходами с первого 4 по десятый 13 разъемов для установки функциональных модулей ПЛК.

Системный интерфейс программируемого логического контроллера (ELPLC-BUS) выполняет функцию объединения в единую систему модулей ввода-вывода, для подключения датчиков и исполнительных механизмов, и процессорных модулей для исполнения алгоритмов контроля и управления.

Системный интерфейс ELPLC-BUS реализован в виде активной объединительной панели («бэкплейн») А, представляющей собой печатную плату с электронными компонентами и соединительными разъемами для установки модулей.

Микроконтроллеры 1 и 16 обеспечивают формирование сигналов выборки отдельных функциональных модулей в циклах конфигурации интерфейса, сбор запросов прерываний от функциональных модулей и трансляцию их «Модулям процессорным», синхронизацию работы функциональных модулей и модулей процессорных, сбор информации о состоянии модулей питания и объединительной панели и передачу ее модулям процессорным через соответствующие разъемы.

Каждый микроконтроллер 1 и 16 через соответствующие разъемы осуществляет контроль выходного напряжения каждого «Модуля питания» и величину потребляемого тока от каждого «Модуля питания». Тем самым обеспечивается диагностика работоспособности каждого из «Модулей питания».

Микроконтроллер 1 соединен с «Модулем процессорным», установленным в разъем 3, с помощью интерфейса SPI и двух дискретных сигналов INT и CLK. Микроконтроллер 16, соответственно, соединен с «Модулем процессорным», установленным в разъем 14. По интерфейсу SPI «Модули процессорные» передают микроконтроллерам 1 и 16 команды управления объединительной панелью (подтверждение прерывания, выбор конкретного функционального модуля и т.д. в соответствии с перечнем команд шины) и получают от них информацию о состоянии объединительной панели и функциональных модулей (номер модуля, вызвавшего прерывание, величину напряжения и отдаваемого тока для «Модулей питания» и т.д. в соответствии с перечнем команд интерфейса). С помощью сигнала INT микроконтроллер через соответствующий разъем передает «Модулю процессорному» информацию о наличии запросов прерываний от функциональных модулей. Сигнал CLK используется для синхронизации работы «Модуля процессорного» с функциональными модулями.

Модули процессорные посредством разъемов 3 и 14 для установки «Модулей процессорных» соединены друг с другом скоростным интерфейсом RS-485, использующимся для синхронизации управляющих алгоритмов и данных, реализуемых и хранимых каждым модулем процессорным в режиме дублирования.

Каждый модуль процессорный соединен со всеми функциональными модулями двумя независимыми интерфейсами RS-485. Таким образом, функциональные модули должны обеспечивать возможность обмена информацией по двум каналам RS-485. Это обеспечивает возможность работы объединительной панели в следующих режимах: простой (один процессор + один канал связи), дублирование интерфейса (один процессор + два канала связи), дублирование процессорного модуля (два процессора + один канал связи с каждым процессором).

Системный интерфейс ELPLC-BUS поддерживает дублирование компонентов системы: процессорных модулей и модулей источников питания. Активная объединительная панель является также резервированной за счет дублирования микроконтроллеров (1 и 16). Системный интерфейс поддерживает режим горячей замены для всех извлекаемых компонентов в разъемах 2-15. Горячей замене могут быть подвергнуты источники питания, процессорные модули, модули ввода-вывода. Системный интерфейс обеспечивает бесперебойную работу системы при изъятии или отказе дублированных компонентов: процессорных модулей, модулей источников питания, микроконтроллеров. Модули ввода-вывода в разъемах 4-13 могут быть дублированы функционально, на уровне системы.

Таким образом, системный интерфейс программируемого логического контроллера обеспечивает расширение функциональных возможностей за счет реализации объединения в единую систему модулей ввода-вывода для подключения датчиков и исполнительных механизмов и процессорных модулей для исполнения алгоритмов контроля и управления.

Системный интерфейс программируемого логического контроллера, содержащий микроконтроллер, отличающийся тем, что в него дополнительно введены второй микроконтроллер, два разъема для установки двух «Модулей питания», два разъема для установки двух «Модулей процессорных» и десять разъемов для установки функциональных модулей ПЛК, вторые двухсторонние входы/выходы которых объединены и соединены с вторым двухсторонним входом/выходом первого микроконтроллера, второй вход которого соединен с вторым выходом второго разъема для установки двух «Модулей питания», первый выход которого соединен с первым входом второго микроконтроллера, второй вход которого соединен с вторым выходом первого разъема для установки двух «Модулей питания», первый выход которого соединен с первым входом первого микроконтроллера, первый двухсторонний вход/выход которого соединен с первым двухсторонним входом/выходом второго микроконтроллера, третий двухсторонний вход/выход которого соединен с объединенными четвертыми двухсторонними входами/выходами с первого по десятый разъемов для установки функциональных модулей ПЛК, второй двухсторонний вход/выход второго микроконтроллера соединен с вторым двухсторонним входом/выходом второго разъема для установки двух «Модулей процессорных», четвертый двухсторонний вход/выход которого соединен с четвертым двухсторонним входом/выходом первого разъема для установки двух «Модулей процессорных», второй двухсторонний вход/выход которого соединен с третьим двухсторонним входом/выходом первого микроконтроллера, первые двухсторонние входы/выходы первого и второго разъемов для установки двух «Модулей процессорных» объединены и соединены с объединенными первыми двухсторонними входами/выходами с первого по десятый разъемов для установки функциональных модулей ПЛК, третьи двухсторонние входы выходы первого и второго разъемов для установки двух «Модулей процессорных» объединены и соединены с объединенными третьими двухсторонними входами/выходами с первого по десятый разъемов для установки функциональных модулей ПЛК.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, в частности к схемным узлам для отключаемой оконечной нагрузки линии последовательной шины. Технический результат заключается в обеспечении подключения (установки) или отключения (отказа от) требующихся оконечных резисторов в зависимости от фактической конфигурации последовательной шины или конфигурации соответствующей шины и блока управления и в обеспечении функциональности без негативного влияния на передачу сигнала.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к схемным узлам для отключаемой оконечной нагрузки линии последовательной шины. Технический результат заключается в обеспечении подключения (установки) или отключения (отказа от) требующихся оконечных резисторов в зависимости от фактической конфигурации последовательной шины или конфигурации соответствующей шины и блока управления и в обеспечении функциональности без негативного влияния на передачу сигнала.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в повышении надежности интеграции ресурсов целевого устройства в вычислительное хост-окружение.

Изобретение относится к периферийным устройствам. Технический результат заключается в обеспечении возможности переключения функции вывода штекера.

Изобретение относится к периферийным устройствам. Технический результат заключается в обеспечении возможности переключения функции вывода штекера.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в исключении повреждений интерфейсов из-за больших перепадов в уровне сигнала при их ручном переключении.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в исключении повреждений интерфейсов из-за больших перепадов в уровне сигнала при их ручном переключении.

Изобретение относится к системе беспроводной пристыковки, пристыковываемому устройству, хосту и способам беспроводной пристыковки. Технический результат заключается в обеспечении беспроводной пристыковки.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в обеспечении управления режимом устройства за счет его конфигурирования.

Группа изобретений относится к мобильным вычислительным устройствам. Техническим результатом является обеспечение изменения конфигурации разводки выводов порта подключения для поддержки заданного формата данных.

Изобретение относится к шинным системам абонентских станций. Техническим результатом является расширение арсенала технических средств.

Устройство сопровождения доставки сопровождает услугу доставки, в которой кабина транспортного средства, используемого пользователем, назначена как место назначения доставки багажа.

Группа изобретений относится к интерфейсу датчика. Технический результат – создание универсального интерфейса датчика для разнообразных семейств датчиков.

Изобретение относится к технике телекоммуникационных систем и может быть использовано в качестве мобильного комплекса оперативной телефонной связи для развертывания сетей в организациях и учреждениях различных министерств и ведомств для работы должностных лиц в полевых условиях.

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначено для сбора, регистрации и передачи параметрической информации от датчиков физических полей.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в обеспечении надежного контроля, управления и регулирования технических процессов.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в автоматическом предотвращении аварийной ситуации на объекте управления.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат − увеличение времени непрерывной регистрации данных в многозадачной системе, увеличение быстродействия системы объективного контроля и анализа, исключение ошибочной интерпретации нулевых значений сигналов.

Система автоматического управления самолетом при снижении на этапе стабилизации высоты круга содержит навигационно-измерительный комплекс, два масштабных блока, пять сумматоров, два нелинейных блока, интегратор, блок перемножения сигналов, перегрузочный автомат продольного управления, рулевой привод, руль высоты, два ключа, задатчик высоты круга, датчик скорости полета самолета, блок логики, соединенные определенным образом.

Изобретение относится к области связи. Технический результат - более точное уведомление пользователя устройства отображения о состоянии мобильного телефона.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей. Системный интерфейс программируемого логического контроллера содержит: микроконтроллер; второй микроконтроллер; два разъема для установки двух «Модулей питания»; два разъема для установки двух «Модулей процессорных»; десять разъемов для установки функциональных модулей ПЛК. 1 ил.

Наверх