要求:
1.最大限度提高模块间数据交换速率;
2.最大限度的解放主CPU。
概述:
PLC主机 通过背板总线支持扩展模块的连接, 背板总线是PLC 主机同I/O扩展模块之间的高速数据通路,支持主机和扩展模块之间的I/O 数据刷新。PLC 大多采用串行通信技术实现背板总线,串行总线引线少、硬件成本低,跟并行总线相比不容易受干扰,串行总线可以提高在恶劣的工厂和工业环境下自动化设备的可靠性用于串行通信技术的可选类型包括I2C、UART、SPI、USB 和以太网等;一般来说,很多作为PLC 主芯片的单片机自身都集成了这些外设部件。但是单片机内部集成的I2C、UART、SPI 外设通信速率太慢,根本不能满足底板总线的通信速度要求.USB 和以太网的通信速度虽然很快但由于它们都是通用的接口,在通信协议处理时需要单片机的干预,单片机处理数据速度较慢,因此整体通信速度仍然很慢.
背板总线工作原理(基于背板总线的数据通信流程)如下:
(1)PLC 主机的命令通过主机协议芯片发送到背板总线;
(2)从机协议芯片把接收到的命令给扩展模块的单片机, 某一个扩展模块的单片机做出应答,通过从机协议芯片把应答数据送往背板总线;
(3)主机协议芯片收到应答数据,并送往PLC主机的单片机。
方案:
PLC 主机发往背板总线的数据可以分成两类:一类是I/O 刷新数据,具有周期性,数据交换非常频繁;另一类是诊断性数据,具有非周期性,出现机会较少。
有两种方案1)基于CPLD的PLC背板总线协议接口设计,设计一组基于CPLD的PLC背板总线协议接口芯片,协议芯片可以区分PLC的背板总线的周期性数据和非周期性数据.(2)采用USB 或以太网的通信方式,每个PLC使用双单片机共享双口RAM进行数据读写.
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