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CN107168235A - 一种io网络化配线系统 - Google Patents

一种io网络化配线系统 Download PDF

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CN107168235A CN201710496144.4A CN201710496144A CN107168235A CN 107168235 A CN107168235 A CN 107168235A CN 201710496144 A CN201710496144 A CN 201710496144A CN 107168235 A CN107168235 A CN 107168235A
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Abstract

本发明公开了一种IO网络化配线系统，包括网络IO主控模块和远程IO终端模块，网络IO主控模块包括主高速串行总线通信接口和电源接口，远程IO终端模块包括远程高速串行总线通信接口、并行IO接口和电源接口；还包括高速串行总线和电源线，高速串行总线连接主高速串行总线通信接口和远程高速串行总线通信接口，电源线通过电源接口为网络IO主控模块和远程IO终端模块供电。由上述可知，本系统使工业化生产设备用一根通信线和一根电源线就实现了生产线设备的布线，节省了大量物料。另外因采用了高速串行总线方式进行通信，具有电路结构简单、可靠性高、成本低、通信速率高、实时性强、良好的可维护性和安装连接简便等优点。

Description

一种IO网络化配线系统
技术领域
本发明涉及生产设备控制技术领域，尤其涉及一种IO网络化配线系统。
背景技术
工业生产线设备是现代企业完成各类产品的生产、制造或工艺过程中不可或缺的硬件设备。为完成生产任务和提高生产效率，工业生产线设备通常配置多个器件，如伺服电机、步进电机、电缸、气缸、按钮、指示灯、电磁阀、光纤检测、光电检测等。生产装配时通常在工业生产线设备中配置一个或多个配电柜，将控制器、电机和电缸驱动器、开关电源、接线端子等安装在配电柜内部，其它各种器件分布安装在设备机械台上。常规的配线方案是将各种器件的导线依次连接到配电柜内，所用导线较长，配线复杂，配线工时较长，后期改造或检查问题时均繁琐复杂。
发明内容
针对上述不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种IO网络化配线系统，该系统使生产线设备的布线简单、合理，减少了布线的时间，节省了成本，而且合理简单的布线为后期改造、检查等管理提供了便利。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种IO网络化配线系统，包括网络IO主控模块以及远程IO终端模块，所述网络IO主控模块包括主高速串行总线通信接口和电源接口，所述远程IO终端模块包括远程高速串行总线通信接口、并行IO接口和电源接口；还包括高速串行总线和电源线，所述高速串行总线同时连接所述主高速串行总线通信接口和所述远程高速串行总线通信接口，所述电源线通过所述电源接口为所述网络IO主控模块和所述远程IO终端模块供电。
优选方式为，所述高速串行总线为RS485或CAN总线。
优选方式为，所述并行IO接口为标准并行接口，所述电源接口为标准电源接口。
优选方式为，所述网络IO主控模块包括与所述主高速串行接口总线电连接的主控MCU。
优选方式为，所述远程IO终端模块包括与所述远程高速串行接口总线电连接的远程MCU。
优选方式为，所述远程IO终端模块至少为两组，其中一组所述远程IO终端模块通过所述并行IO接口与器件连接，另一组所述远程IO终端模块通过所述并行IO接口与控制器连接。
优选方式为，与所述控制器连接的所述远程IO终端模块设在配电箱内。
优选方式为，所述控制器包括输入模块和输出模块，所述输入模块和所述输出模块与其连接的所述远程IO终端模块的并行IO口相连接。
优选方式为，与所述器件连接的所述远程IO终端模块设在机械台上。
优选方式为，所述器件为电磁阀、按钮、指示灯、光纤检测或光电检测，所述器件与其连接的所述远程IO终端模块的并行IO口相连接。
采用上述技术方案后，本发明的有益效果是：
由于本发明的IO网络化配线系统，包括网络IO主控模块和远程IO终端模块，网络IO主控模块包括主高速串行总线通信接口和电源接口，远程IO终端模块包括远程高速串行总线通信接口、并行IO接口和电源接口；还包括高速串行总线和电源线，高速串行总线同时连接主高速串行总线通信接口和远程高速串行总线通信接口，使网络IO主控模块和远程IO终端模块可通信，其中电源线通过电源接口为网络IO主控模块和远程IO终端模块供电。由上述可知，本系统使生产线设备使用一根通信线和一根电源线，就能实现工业生产线设备的布线，代替了现有技术中较长、较多的连接导线，节省了大量物料。而且一根通信线和一根电源线使配线结构简单，减少了配线工时，降低了人工成本；同时本发明还具有电路结构简单、可靠性高、成本低、通信速率高、实时性强、安装连接简便和良好的可维护性等优点。
由于并行IO接口为标准并行接口，电源接口为标准电源接口；进一步为后期改造、升级等管理提供便利。
综上所述，本发明的IO网络化配线系统与现有技术相比，解决了现有技术中配线方案所用导线较长、配线复杂、配线工时较长、后期改造或检查问题时均繁琐复杂等的技术问题；而本发明的IO网络化配线系统，布线简单、合理，从而减少了配线时间，还节省了成本，而且合理简单的布线便于设备后期改造、检查等操作。
附图说明
图1是本发明IO网络化配线系统的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种IO网络化配线系统，包括网络IO主控模块和远程IO终端模块。网络IO主控模块包括主高速串行总线通信接口和电源接口，远程IO终端模块包括远程高速串行总线通信接口、并行IO接口和电源接口。其中主高速串行总线通信接口和远程高速串行总线通信接口分别与高速串行总线连接，使网络IO主控模块和远程IO终端模块通信，其中电源线与网络IO主控模块和各远程IO终端模块连接，为网络IO主控模块和各远程IO终端模块供电，使各并行IO接口正常工作。
本实施例的高速串行总线为RS485或CAN总线。
本发明的网络IO主控模块包括与主高速串行总线通信接口电连接的主控MCU，远程IO终端模块包括与远程高速串行总线通信接口电连接的远程MCU。
远程IO终端模块至少为两组，其中一组远程IO终端模块通过并行IO接口与器件连接，另一组远程IO终端模块通过并行IO接口与控制器连接。
本实施例网络IO主控模块提供主高速串行总线通信接口连接远程IO终端模块，用于实现数据汇总和转换。远程IO终端模块提供远程高速串行总线通信接口和并行IO接口及电源接口，远程高速串行总线通信接口用于连接网络IO主控模块。远程IO终端模块分为两组，一组放置在配电柜内部，另外一组分布放置在设备机械台上。在配电柜内部，将控制器的并行IO接口与远程IO终端的并行IO接口相连；在设备机械台上将各种器件连接到远程IO终端的并行IO接口上。配电柜内部和机械台上的远程IO终端分别通过高速串行总线与网络IO主控模块连接传输信号。控制器通过IO网络化配线方案系统实现了对各种受控器件的远程信号采集和控制。
网络IO主控模块和多个远程IO终端模块间通过高速串行总线方式连接，通信速率高，稳定可靠，保证IO口刷新时间在1ms以内，可完全满足工业现场实时性的要求。
如图1所示，本发明的IO网络化配线系统包括一台网络IO主控模块和多台远程IO终端模块。网络IO主控模块与远程IO终端模块间采用高速串行总线方式连接，高速串行总线如RS485、CAN总线等，通信速率高，通信稳定可靠，可完全满足工业现场实时性的要求。
如图1所示，本实施例的远程IO终端模块分为两组，一组远程IO终端模块安装在工业生产线设备配电柜内部。安装在配电柜内部的远程IO终端模块的并行IO接口连接PLC输入模块、输出模块的并行IO接口，内部远程IO终端模块间通过高速串行总线连接至网络IO主控模块。另一组远程IO终端模块安装在工业生产线设备机械台上，根据按钮、指示灯、电磁阀、光纤检测、光电检测等器件的安装位置就近分布放置。安装在机械台上的远程IO终端模块的并行IO接口连接检测按钮、指示灯、电磁阀、光纤检测、光电检测等器件，同时提供高速串行总线通信接口和电源接口。由于远程IO终端模块就近分布放置在机械台上，使这些器件的配线简单方便，节省了大量导线。机械台上远程IO终端模块间也通过高速串行总线连接至网络IO主控模块。
如图1所示，两组远程IO终端模块均通过高速串行总线连接至网络IO主控模块。对于PLC的输出模块，网络IO主控模块通过配电箱内部的远程IO终端模块汇总、收集PLC控制器的输出信号，再通过高速串行总线将信号传至机械台上的远程IO终端模块，进而实现对指示灯、电磁阀等受控器件的控制。对于PLC的输入模块，网络IO主控模块通过机械台上远程IO终端模块汇总收集按钮、光纤检测、光电检测等器件的输入信号，再通过高速串行总线将信号传至配电箱内部的远程IO终端模块，进而提供给PLC的输入模块。采用本发明的IO网络化配线系统后，PLC控制器通过一根通信线即可实现对机械台上各种器件的远程信号采集和控制。
为保证系统正常工作，网络IO主控模块和多台远程IO终端模块需要配置一根电源线为模块内部的控制系统和并行IO接口供电。
本发明所提出的IO网络化配线系统，使用一根通信线和一根电源线即可实现工业生产线设备布线，代替了原来的较长、较多的连接导线，节省了大量物料。由于配线简单，减少了配线工时，大大降低了人工成本。由于配电箱和机械台器件间通过标准电源接口和通信接口连接，方便后期改装和升级。本发明在实现上采用了高速串行总线方式进行通信，具有电路结构简单、可靠性高、成本低、通信速率高、实时性强、安装连接简便等优点，具备良好的可维护性。
以上所述本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同一种IO网络化配线系统结构的改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种IO网络化配线系统，其特征在于，包括网络IO主控模块以及远程IO终端模块，所述网络IO主控模块包括主高速串行总线通信接口和电源接口，所述远程IO终端模块包括远程高速串行总线通信接口、并行IO接口和电源接口；还包括高速串行总线和电源线，所述高速串行总线同时连接所述主高速串行总线通信接口和所述远程高速串行总线通信接口，所述电源线通过所述电源接口为所述网络IO主控模块和所述远程IO终端模块供电。
2.根据权利要求1所述的IO网络化配线系统，其特征在于，所述高速串行总线为RS485或CAN总线。
3.根据权利要求1所述的IO网络化配线系统，其特征在于，所述并行IO接口为标准并行接口，所述电源接口为标准电源接口。
4.根据权利要求1所述的IO网络化配线系统，其特征在于，所述网络IO主控模块包括与所述主高速串行总线通信接口连接的主控MCU。
5.根据权利要求1所述的IO网络化配线系统，其特征在于，所述远程IO终端模块包括与所述远程高速串行总线通信接口连接的远程MCU。
6.根据权利要求1至5任一项所述的IO网络化配线系统，其特征在于，所述远程IO终端模块至少为两组，其中一组所述远程IO终端模块通过所述并行IO接口与器件连接，另一组所述远程IO终端模块通过所述并行IO接口与控制器连接。
7.根据权利要求6所述的IO网络化配线系统，其特征在于，与所述控制器连接的所述远程IO终端模块设在配电箱内。
8.根据权利要求7所述的IO网络化配线系统，其特征在于，所述控制器包括输入模块和输出模块，所述输入模块和所述输出模块与其连接的所述远程IO终端模块的并行IO接口相连接。
9.根据权利要求6所述的IO网络化配线系统，其特征在于，与所述器件连接的所述远程IO终端模块设在机械台上。
10.根据权利要求9所述的IO网络化配线系统，其特征在于，所述器件为电磁阀、按钮、指示灯、光纤检测或光电检测，所述器件与其连接的所述远程IO终端模块的并行IO接口相连接。
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