CN204086920U - 一种可编程逻辑控制器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种可编程逻辑控制器，其包括CPU、可编程逻辑器件、第一CAN控制器、第一光电隔离装置、第一CAN收发器、第二CAN控制器、第二光电隔离装置、第二CAN收发器以及外部数据接口，CPU分别与可编程逻辑器件、第一CAN控制器和第二CAN控制器相连接，可编程逻辑器件分别与第一CAN控制器和第二CAN控制器相连接，第一CAN控制器、第一光电隔离装置、第一CAN收发器依次连接，第二CAN控制器、第二光电隔离装置、第二CAN收发器依次连接，第一CAN收发器和第二CAN收发器分别与外部数据接口相连接。本实用新型的可编程逻辑控制器通信速度快，且扩展能力强。

Description

一种可编程逻辑控制器
技术领域
本实用新型涉及可编程逻辑控制器领域，尤其涉及一种双路CAN总线的小型可编程逻辑控制器。
背景技术
可编程逻辑控制器是一种专为工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子***，它采用可编程序的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械和生产过程。可编程逻辑控制器及其有关的外部设备，都应按易于与工业控制***联成一个整体，易于扩充其功能的原则而设计。
目前在小型化可编程逻辑控制器中，除基本的数字量控制，模拟量控制外，都是以串口控制和功能扩展为主，功能单一，通信速度慢，扩展能力也差。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种通信速度快且扩展能力强的可编程逻辑控制器。
为解决本实用新型的技术问题，本实用新型提供一种可编程逻辑控制器，其包括CPU、可编程逻辑器件、第一CAN控制器、第一光电隔离装置、第一CAN收发器、第二CAN控制器、第二光电隔离装置、第二CAN收发器以及外部数据接口，CPU分别与可编程逻辑器件、第一CAN控制器和第二CAN控制器相连接，可编程逻辑器件分别与第一CAN控制器和第二CAN控制器相连接，第一CAN控制器、第一光电隔离装置、第一CAN收发器依次连接，第二CAN控制器、第二光电隔离装置、第二CAN收发器依次连接，第一CAN收发器和第二CAN收发器分别与外部数据接口相连接。
其中，CPU采用32位基于ARM指令集的嵌入式处理器。
其中，可编程逻辑器件采用带有64个宏单元，36个I/O资源的CPLD。
其中，第一光电隔离装置采用两个高速光耦组成。
其中，第二光电隔离装置采用两个高速光耦组成。
与现有技术相比较，本实用新型的可编程逻辑控制器采用较低成本实现双路CAN总线收发功能，支持CAN2.0B协议和CANopen协议，提高了通信速度和扩展能力。
附图说明
图1是本实用新型的可编程逻辑控制器的示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的可编程逻辑控制器包括CPU、可编程逻辑器件（CPLD）、第一CAN（Controller Area Network，控制器局域网）控制器、第一光电隔离装置、第一CAN收发器、第二CAN控制器、第二光电隔离装置、第二CAN收发器以及外部数据接口。CPU分别与可编程逻辑器件、第一CAN控制器和第二CAN控制器相连接，可编程逻辑器件分别与第一CAN控制器和第二CAN控制器相连接，第一CAN控制器、第一光电隔离装置、第一CAN收发器依次连接，第二CAN控制器、第二光电隔离装置、第二CAN收发器依次连接，第一CAN收发器和第二CAN收发器分别与外部数据接口相连接。 
本实用新型的可编程逻辑控制器的发送原理如下：CPU为双路CAN数据发送的控制和数据处理中心，通过存储数据总线和CPLD逻辑器件产生的控制信号去控制第一CAN控制器和第二CAN控制器；第一CAN控制器和第二CAN控制器将CPU送过来的数据按照CAN协议要求进行数据打包和串行化发送；第一光电隔离装置和第二光电隔离装置将第一CAN控制器、第二CAN控制器与第一CAN收发器、第二CAN收发器的信号进行电平转换和电气隔离；第一CAN收发器、第二CAN收发器将第一光电隔离装置和第二光电隔离装置发送过来的CAN数据包进行差分驱动，信号增强，以达到增大通信距离，增强抗干扰的能力。
本实用新型的可编程逻辑控制器的接收原理如下：数据从可编程逻辑控器的外部数据接口上接收到CAN数据，通过第一CAN收发器、第二CAN收发器将差分信号转化成串行数据流，经过第一光电隔离装置和第二光电隔离装置的电平转换后送入第一CAN控制器、第二CAN控制器；第一CAN控制器、第二CAN控制器将串行数据流解包后送入CPU处理，然后CPU根据CAN数据交互的功能，操作可编程逻辑控制器进行相应的动作，实现所需功能。
CPU采用32位基于ARM指令集的嵌入式处理器，其内部集成有Memory Controller。CPU是本可编程逻辑控制器的中央处理单元，使用兼容ARMv5TE指令集的Xscale核心，主频520M，用于运行WinCE操作***和CoDeSys SP应用软件。由于本***采用了WinCE操作***，并且使用了CoDeSys SP应用软件平台，这对CPU的性能有比较高的要求。 
CPLD是可编程逻辑控制器件，由于CPU为通用型的嵌入式处理器，并未集成CAN控制器的控制接口，所以需要使用到CPU的存储接口来控制第一CAN控制器、第二CAN控制器；而CPU的存储接口并未能直接访问第一CAN控制器、第二CAN控制器，所以本实用新型使用带有64个M acrocells（宏单元），36个I/O资源的CPLD，通过逻辑编程的方式来产生第一CAN控制器、第二CAN控制器的读写使能控制信号。
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，能够完成CAN总线物理和数据链路层所有的功能，支持BasicCAN和PeliCAN两种模式。主要用于CAN协议数据的打包和接包处理。
第一光电隔离装置和第二光电隔离装置都采用两个隔离电压达3750Vrms的高速光耦组成，主要用于电平转换及电气隔离作用，能够提高本***的抗干扰性能。
第一CAN收发器、第二CAN收发器是第一CAN控制器、第二CAN控制器和物理总线之间的接口，为第一CAN控制器、第二CAN控制器提供差动发送和接收功能，能够起到增大通信距离，提高***的瞬间抗干扰能力，保护总线，降低射频干扰，实现热防护的作用。
与现有技术相比较，本实用新型的可编程逻辑控制器采用较低成本实现双路CAN总线收发功能，支持CAN2.0B协议和CANopen协议，提高了通信速度和扩展能力。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种可编程逻辑控制器，其特征在于，包括CPU、可编程逻辑器件、第一CAN控制器、第一光电隔离装置、第一CAN收发器、第二CAN控制器、第二光电隔离装置、第二CAN收发器以及外部数据接口，CPU分别与可编程逻辑器件、第一CAN控制器和第二CAN控制器相连接，可编程逻辑器件分别与第一CAN控制器和第二CAN控制器相连接，第一CAN控制器、第一光电隔离装置、第一CAN收发器依次连接，第二CAN控制器、第二光电隔离装置、第二CAN收发器依次连接，第一CAN收发器和第二CAN收发器分别与外部数据接口相连接。
2.根据权利要求1所述的可编程逻辑控制器，其特征在于，CPU采用32位基于ARM指令集的嵌入式处理器。
3.根据权利要求1所述的可编程逻辑控制器，其特征在于，可编程逻辑器件采用带有64个宏单元，36个I/O资源的CPLD。
4.根据权利要求1所述的可编程逻辑控制器，其特征在于，第一光电隔离装置采用两个高速光耦组成。
5.根据权利要求1所述的可编程逻辑控制器，其特征在于，第二光电隔离装置采用两个高速光耦组成。
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