Plc擴充機與主機的多模式通信接口及其應用方法
2023-05-20 23:15:31 2
專利名稱:Plc擴充機與主機的多模式通信接口及其應用方法
技術領域：
本發明涉及一種PLC擴充機與主機的多模式通信接口及其應用方法，尤其涉及一種可配合一般或者特殊擴充機以形成串行數字點擴充模式、特殊擴充機的串、並列擴充模式等多模式、多型態擴充機連接，並可通過通信接口的集成電路的連結模塊，設定所需的I/O點數擴充的PLC擴充機與主機的多模式連接通信接口，從而改善通信方式及I/O點數擴充需分別作不同硬體設計等問題。
背景技術：
在現有技術中，應用於外部裝置運作控制的可編程控制器(PLC，Programmable Logic-Controller)都是通過其外部I/O端子連接外部裝置或設備，以配合PLC內部編輯程序執行外部運作控制，但，現有的PLC主機的外部I/O端子數量均為固定的，若要連結更多的外部裝置或設備運行控制，就必需通過各種型式擴充機連接以擴充其數字或模擬I/O端子。
此外，如圖1所示，現有的PLC主機與擴充機之間連接的通信接口，多是採用通過74系列所邏輯判斷電路11、12、13、14列排組合形成的受控電路1，以通過傳輸點C1～C6與主機，或者上、下一級擴充機連接傳遞信號與數據，上述控制電路10還與輸入、輸出單元15、16連接，以構成主機與擴充機間的通信連接電路結構。
上述傳輸點C1～C6，包括傳輸點C1，主要是輸入數據(INPUTDATA)傳輸點，以執行擴充機X輸入點信號，並連同下一級X輸入點信號傳回主機；傳輸點C2，主要是時序脈波(CLOCK信號)傳輸點，由主機傳至擴充機各零件的時序脈波；傳輸點C3，主要是輸出數據(OUTPUT DATA)傳輸點，以執行Y輸出點數據，由CPU運算後所傳出所有擴充機Y輸出點數據；傳輸點C4，主要是觸發信號(P/SSTROBE)傳輸點，使擴充機輸入/出組件改變串/並列狀態的觸發信號；傳輸點C5，主要是允許輸出信號(OUTPUTENABLE)傳輸點，初始化動作後保持為標準(Normal High)狀態；及，傳輸點C6，主要是確認連接的控制信號(CONTROL SIGN)傳輸點，於初始化動作後保持為標準高(Normal High)狀態。
受控電路1的各邏輯判斷電路11、12、13、14的架構與運作如下第一邏輯判斷電路11，主要是進行脈波判斷，接受傳輸點C2及C6的信號輸入，利用傳輸點C6輸入的控制信號的電位變化，以允許主機所傳出的之時序脈波經此電路到達擴充機輸入/出單元；第一邏輯判斷電路12，為進行擴充機Y輸出點數據判斷，利用傳輸點C3、C6及輸出單元16輸出數據C3+Nt信號，根據傳輸點C6輸入的控制信號的電位變化，通過控制將其餘擴充機輸出數據傳至第四邏輯判斷電路14與下一級擴充機；第三邏輯判斷電路13，主要進行擴充機x輸入點數據判斷，利用傳輸點C6、擴充機的m個X輸入點信號Xm、及當C6＝1時，Xm經傳輸點C1傳回主機或上一級的信號C6*C3+nT+C6*C3，以根據傳輸點C6輸入的控制信號的電位變化，控制擴充機X輸入信號經第三邏輯判斷電路13傳回上一級擴充機或主機；此外，第四邏輯判斷電路14進行下一級連接判斷，以判斷下一級擴充機是否連接，並將傳輸點C2～C6的信號及數據繼續傳往下一級擴充機。下一級擴充機的X輸入信號也經此第四邏輯判斷電路14傳回至上一級的第三邏輯判斷電路13。
此外，上述PLC主機與擴充機連接時，需通過擴充機邏輯判斷的受控電路進行初始化動作(Initial)，以確認主機與擴充機是否正常且確實連接，然後再進行擴充機數字點偵測，但是，根據上述公知的擴充機的通信接口是邏輯判斷的受控電路，必需由硬體設計人員根據不同的I/O點擴充點數需求，進行硬體上的匹配設計，需要花費較多時間，同時，在主機端軟體的設計上，在偵測數字點擴充機時，也需花費時間輸出一長串的脈波，這樣又形成了時間成本的浪費。此外。使用者在使用擴充機將數值顯示於多段顯示器及讀入掃瞄鍵盤值時，在擴充機硬體上需以I/O點來仿真，同時在主機的軟體上也需編寫對應的程序，相當不便，換言之，主機端及擴充端設計人員都必需再為硬體通信方式進行匹配設計，造成雙重的時間浪費。
此外，上述與主機連接的擴充機，並非都是數字擴充機，若以上述公知的通信架構連接主機與非數字，或其它特殊擴充機進行溝通與傳輸時，則在偵測擴充機時，擴充機端的軟體設計人員需與主機端軟體設計人員相互溝通，而無法進行其它的工作，造成工作上的限制與時間浪費。
發明內容本發明的主要目的，在於解決上述傳統缺失，避免缺失存在，本發明以一體化電路設計，在該通信接口上定義了各種不同擴充機型態，及其多個功能設定的連結模塊，以搭配微處理器使主機與各種型式擴充機的通信連接，以及使I/O點數擴充具有一致適用的通信接口，可簡易、方便的由通信接口的集成電路的輸出設定用連結模塊，依據點數需求設定I/O點擴充數量，改善設計人員需分別在硬體通信方式及I/O點數擴充上作不同硬體設計及其時間浪費，以提供使用者更簡便，低廉但I/O點擴充方便的實用PLC擴充機與主機的多模式連接通信接口。
根據本發明的另一主要目的，利用擴充機內設有的至少一個存儲單元，搭配積一體化電路設計的通信接口應用於特殊擴充機連接，形成雙向數據交換的暫存路徑模式，可供主機與特殊(如非數字)擴充機以並列主從方式傳遞數據。
為達上述目的，本發明的PLC擴充機與主機的多模式連接通信接口，包括主機，包含通信接口，具有作為主機端連結擴充機的集成電路；微處理器，與上述通信接口連接；至少一個擴充機，包含微處理器；
存儲單元，連接上述微處理器；通信接口，與上述微處理器連接，具有集成電路，所述集成電路包括前級連結模塊，連接主機，或者上一級擴充機，並設有至少一個判斷模塊，以配合不同型態擴充機連接辨識設定；後級連結模塊，與下一級擴充機連接，並設有至少一個判斷模塊，以配合不同型態擴充機連接辨識設定；第一設定用連結模塊及第二設定用連結模塊，供使用者依據需求設定I/O點數擴充以及外部連接，執行數據讀取及輸出；硬體模式設定連結模塊，用於設定擴充機型態供主機進行初始化判讀，並連接取得主機，或者上一級輸出的定位值，並轉換輸出定位值送至下一級擴充機，以及根據分配位置的定位值選擇主機是否可連接，或者通過存儲單元進行數據存取；從機端模式連結模塊，配合擴充機型態與連接模式，以連接發光組件掃瞄輸出顯示各數字點狀態，或者由擴充機進行存儲單元暫存數據的存取；輸入控制電路，用於控制上述第一設定用連結模塊及第二設定用連結模塊的數據讀取輸入；輸出控制電路，用於控制上述第一設定用連結模塊及第二設定用連結模塊的數據輸出；轉變控制致能信號(SH)，以單線方式連接主機，或者上、下級相鄰擴充機，以提高通信控制速度；計數器，與上述硬體模式設定連結模塊連接產生計數信號；其中，擴充機以通信接口的集成電路及其多個連結模塊，定義各種不同的擴充機型態及其通信連接模式，以連接上述主機及上、下一級的擴充機形成通信連結，並利用集成電路的輸出設定用連結模塊依需求設定I/O點數擴充接腳；主機於初始化動作，由其通信接口讀取某一判斷模塊信號以判斷擴充機型式、容量，並輸出定位值至擴充機，各擴充機依通信接口接收的定位值，自動允許或隔離主機所發送的數據，或者進行暫存於存儲單元的數據存取。
圖1是現有技術的通信接口架構方塊示意圖；圖2是本發明的組成架構示意圖；圖3是本發明通信接口的集成電路腳位架構示意圖；圖4是本發明通信接口的輸入控制電路方塊圖；圖5是本發明通信接口的輸出控制電路方塊圖；圖6是本發明於串行數字點擴充機功能模式應用的數據輸出/入示意圖；圖7是本發明於串行特殊擴充機功能模式應用的集成電路內部電路連接示意圖；圖8是本發明於串行特殊擴充機功能模式應用的集成電路內部電路連結架構示意圖；圖9是本發明於串行特殊擴充機功能模式應用的集成電路架構讀取流程圖；圖10是本發明於串行特殊擴充機功能模式應用之集成電路架構讀取流程圖；圖11是本發明於並列特殊擴充機功能模式應用的集成電路內部電路連接示意圖；圖12是本發明於並列特殊擴充機功能模式應用的集成電路內部電路連結架構示意圖；圖13是本發明於串行特殊擴充機功能模式應用的集成電路架構晶片尋址流程圖；圖14是本發明於串行特殊擴充機功能模式應用的集成電路架構數據存取流程圖。
主要組件符號說明本發明主要組件符號說明主機2擴充機3
發光組件4通信接口21、31微處理器22、32存儲單元33位移緩存器34、34aEN緩存器35地址緩存器36現時地址緩存器36a地址總線37、37a數據總線38、38a晶片地址總線39、39a前級連結模塊311後級連結模塊312第一設定用連結模塊313第二設定用連結模塊314硬體模式設定連結模塊315從機端模式連結模塊316輸入控制電路317輸出控制電路318計數器319輸出/入通道開關量控制器(PISO)321閂鎖裝置(Latch)322、325顯示控制單元323資料庫管理裝置324第一輸出端331第二輸出端332開關組件-3241、3242、3243、3444、3245、3246、3291、3292、3293、3294、3295、3295流程400～452流程500～512
流程600～608公知的主要組件符號說明受控電路1邏輯判斷電路11、12、13、14輸入單元15輸出單元16實施方式下面參照附圖詳細描述本發明的實施方案。
圖2到圖5分別為本發明的PLC擴充機與主機的多模式連接通信接口組成架構、集成電路腳位配置及電路方塊示意圖。如圖所示，本發明的PLC擴充機與主機的多模式連接通信接口包括有主機2及至少與主機2連接的一般或者特殊擴充機3，擴充機3以內設的訊接口31定義了各種擴充機型態，並通過連接主機2的通信接口21或者上一級或下一級擴充機3的通信接口31，使主機2可根據擴充機型態，應用不同的串、並列模式與多個擴充機間形成串行數字點擴充模式、特殊擴充機的串並列擴充模式等多模式應用連接，並可通過通信接口31的連結模塊，根據需求作硬體設定I/O點數擴充。
主機2至少包括有通信接口21及微處理器22，通信接口21與擴充機3的通信接口31具有相同的集成電路設計，作為主機端集成電路並被連接的擴充機之間，形成硬體設定的擴充機型態、容量溝通判讀，以及輸出定位值至多個擴充機3進行定位與數據存取控制。
擴充機3包括有通信接口31，與主機2或上一級或下一級擴充機3連接；微處理器32，與通信接口31連接；及存儲單元33，連接微處理器32及通信接口31，以與主機2進行雙向數據存取。
存儲單元33較佳為雙輸出端設計，並具有第一輸出端331及第二輸出端332。
通信接口31，為經硬體設計的集成電路，並定義了各種擴充機型態及與其適用的多組連結模塊，包括
前級連結模塊311，以連接主機2或者上一級擴充機3，並設有至少一個判斷模塊(D_inst0～2)，以配合不同型態的擴充機3連接及辨識設定；後級連結模塊312，與下一級擴充機3連接，並設有至少一個判斷模塊(D_insto0～2)，以配合不同型態的擴充機3連接辨識設定；第一設定用連結模塊(Pb0/AD1_0～Pb15/AD2_5)313及第二設定用連結模塊(Pa0/DATA1_0～Pa15/RD2n)314，供使用者依據需求設定I/O點數擴充以及外部連接，執行數據讀取及輸出；及硬體模式設定連結模塊(InMode0～5ODEM1～3)315，與上述主機2或者通過上一級擴充機3與主機2連接，以設定擴充機型態供主機2在初始化使進行判斷讀取，並取得主機2或者上一級擴充機3轉換輸出的定位值，並將轉換輸出的定位值送至下一級擴充機3，以及依分配位置的定位值選擇主機2是否可連接，或者通過存儲單元33進行數據存取；從機端模式連結模塊(LED/DATA2_0～LED/DATA27)316，以配合擴充機型態與連接模式，以連接發光組件(LED，圖中未示)掃瞄輸出顯示各數字點狀態，或者由擴充機3進行主機2與存儲單元33之間暫存數據的存取；輸入控制電路317，控制上述第一設定用連結模塊313及第二設定用連結模塊314的數據讀取輸入，包括有輸出/入通道開關量控制器(PISO)321及連接輸出/入通道開關量控制器321的閂鎖裝置(Latch)322。另外，在閂鎖裝置(Latch)322連接顯示控制單元323，以連接控制上述擴充點狀態顯示的發光組件4的動作，上述輸出/入通道開關量控制器(PISO)321通過開關組件3241、3242與脈波信號輸入端(Dck)326及數據傳輸端(DI)327連接、由開關組件3243連接數據輸入端，並在數據傳輸端(DI)327與數據輸入端之間利用兩個串接的開關組件3244、3245進行信號連接控制，該閂鎖裝置(Latch)322通過開關組件3246與LD信號端328連接，以接受前級連結模塊311輸入的控制信號，而由第一設定用連結模塊313及第二設定用連結模塊314接收數據；
輸出控制電路318，控制上述第一設定用連結模塊313及第二設定用連結模塊的數據輸出，包括有資料庫管理裝置(SIPO)324及連接資料庫管理裝置324的閂鎖裝置(Latch)325，另於閂鎖裝置325連接顯示控制單元323，以連接控制上述擴充點狀態顯示的發光組件4的動作，上述資料庫管理裝置324通過開關組件3291、3292與脈波信號輸入端326及數據傳輸端327連接、由開關組件3293連接數據輸入端，並在數據傳輸端327與數據輸入端間利用兩個串接的開關組件3294、3295進行信號連接控制，該閂鎖裝置322通過開關組件3296與LD信號端328連接，以接受前級連結模塊311輸入的控制信號，而由第一設定用連結模塊313及第二設定用連結模塊314輸出數據；計數器，與上述硬體模式設定連結模塊連接產生計數信號及，轉變控制致能信號(SH)，以單線方式連接主機2，或者上、下級擴充機3與電源信號端Vcc，以提高通信控制速度。
根據上述本發明的PLC擴充機與主機的多模式連接通信接口的架構設計，其中，設於擴充機3的通訊接口31和集成電路及其多個功能設定的連結模塊，已定義了各種不同的擴充機型態及其通信連接模式，各型態的擴充機都可利用該通信接口31及其多個功能設定的連結模塊，連接上述主機2，或者上、下一級的擴充機3形成通信連結，並在I/O點數擴充的硬體設定應用上，也可直接利用通信接口31和集成電路的第一及第二設定用連結模塊313、314根據需求設定I/O點數擴充接腳；而主機2於初始化時，能由其通信接口21讀取某一判斷模塊(D_inst0～2或D_insto0～2)的信號，以判斷擴充機型式、容量，並輸出定位值至擴充機3，各擴充機3依其通信接口31接收主機、或者上一級擴充機3轉換輸出的定位值，自動判斷允許或隔離主機2所發送的數據，或者進行暫存於存儲單元33的數據存取。
此外，本發明的PLC擴充機與主機的多模式通信接口與各擴充機型態的連接與數據存取模式應用方法，包括在串行數字點擴充機功能模式(DI/DO模式)，(參閱圖3和圖6所示)，擴充機3利用其通信接口31和集成電路的硬體模式設定連結模塊(InMode0～5ODEM1～3)315，設定其擴充機型態、容量與定位值後，利用前、後級連結模塊311、312連接主機2或者上、下一級之擴充機3，形成主機2與多數擴充機3間的串行通信連接，並由硬體設計人員依據I/O擴充點數接腳需求，由通信接口31的第一設定用連結模塊313及第二設定用連結模塊314設定I/O點數擴充。
接著，主機2執行一初始化動作，由其通信接口21讀取某一判斷模塊(D_inst0～2或D_insto0～2)的信號，以判斷所連接之擴充機型式、容量，確認主機2與多數擴充機3間之連接與作動正常，當主機2或者由上一級擴充機3輸出一定位值(CODE)，由擴充機3自動判斷允許或隔離主機2所發送之數據，在一擴充機3為允許之判斷時，由其輸入控制電路317及一輸出控制電路318控制與主機2間的數據讀取與輸出。
於串行特殊(非數字點)擴充機功能模式(AI/AO模式)，請參閱第七、八圖所示，擴充機3利用其通信接口31暨集成電路之硬體模式設定連結模塊315，設定其擴充機型態、容量與定位值後，利用前、後級連結模塊311、312連接主機2或者上、下一級擴充機3，以形成主機2與多數擴充機3，以及地址線37、數據線38及尋址線39的串行通信連接，並由通信接口31的第一設定用連結模塊313中的Pb0/AD1_0～Pb9/AD1_9連接端，以及第二設定用連結模塊314中的Pa0/DATA1_0～Pa10/RD1n連接端，設定連接上述存儲單元33的第一輸出端331，以形成主機端模式的輸出設定。
接著，主機2執行一初始化動作，主機2或上一級擴充機3的Dinst信號為(0)，擴充機3內的計數器319清除計數而歸零，並由讀取某一判斷模塊(D_inst0～2或D_insto0～2)信號，以判斷所連接的擴充機型式、容量，確認主機2與多數擴充機3之間的連接與作動是否正常。
各擴充機3依其通信接口31接收主機2或者上一級擴充機3轉換輸出的定位值，自動判斷是否允許或禁止從主機2中存取數據，其中，該判斷為允許的擴充機3連結記憶單元33，並將其連接在主機端模式與主機2之間，以形成雙向數據交換的暫存路徑模式與溝通連接，進行數據的讀取與寫入，換言之，由存儲單元33提供一個數據的暫存位置，主機2使用串行通信接口21來存取存儲單元33內暫存數據，而擴充機3用主機端模式來存取存儲單元33內暫存數據。
上述擴充機3與連接主機2通過通信接口31及存儲單元33所進行的數據讀取流程，如圖9所示。主機2於初始化動作，主機2或上一級相鄰擴充機3的Dinst信號為(0)(如流程400)，擴充機內的計數器319清除計數而歸零(如流程402)，選擇轉變控制致能信號SHen的位移緩存器34(如流程404)，接著，主機2在確認選擇位移緩存器34後，Dinst信號轉換為(3)(如流程406)，並由脈衝信號Dck輸出脈波，數據傳輸線DI輸出晶片選擇地址(如流程408)；又當LD信號＝1時，脈衝信號Dck再輸出一個脈波(如流程410)，使上述的晶片選擇地址存入致能電位信號EN緩存器35(如流程412)，同時，該計數器319的計數加1(如流程414)，然後，脈衝信號Dck輸出脈波，數據傳輸線DI輸出存儲單元33選擇地址信號(如流程416)，當Dinst信號為(3)時(如流程418)，於該LD信號＝1，脈衝信號Dck輸出一個脈波(如流程420)，使上述的存儲單元33選擇地址存入地址緩存器36(如流程422)，計數器319的計數再加1(如流程424)，當Dinst信號為(6)時(如流程426)，LD信號＝1，脈衝信號Dck輸出一個脈波(如流程428)，將存儲單元33內儲存之數據讀出(如流程430)，然後，脈衝信號Dck輸出脈波，使上述由存儲單元33讀出之數據，由數據傳輸線DI輸出(如流程432)，計數器319的計數再加1(如流程434)，接著，判斷存儲單元33內是否還有數據(如流程436)，並在判斷的結果是無數據時結束讀取流程(如流程438)。
又，上述擴充機3與連接主機2通過通信接口31及存儲單元33所進行數據寫入流程，如圖10所示，其信號與控制流程大致與上述讀取流程400～424相同，所不同處是在對存儲單元33的數據寫入控制，當Dinst信號為(6)時(如流程440)，脈衝信號Dck輸出脈波，同時，數據傳輸線DI輸出欲寫入存儲單元33的數據(如流程442)；接著，LD信號＝1，脈衝信號Dck輸出一個脈波(如流程444)，而將上述數據存入存儲單元33(如流程446)，計數器319的計數再加1(如流程448)；接著，判斷存儲單元33內是否還有數據(如流程450)，並在判斷的結果為無數據時結束讀取流程(如流程452)。
在並列特殊(非數字點)擴充機功能模式(RAM讀取模式)狀態下，參照圖11、12所示，擴充機3利用其通信接口31的集成電路的硬體模式設定連結模塊(InMode0～5ODEM1～3)315，設定其擴充機型態、容量與定位值後，利用前、後級連結模塊311、312連接主機2，或者上、下一級的擴充機3，以形成主機2與多數擴充機3間地址線37a、數據線38a及尋址線39a的並列通信連接，並由通信接口31的第一設定用連結模塊313中的Pb0/AD1_0～Pb9/AD1_9連接端，以及第二設定用連結模塊314中的Pa0/DATA1_0～Pa10/RD1n連接端，設定連接存儲單元33的第一輸出端331，以形成主機端模式的輸出設定，同時由通信接口31的第一設定用連結模塊313中的Pb10/AD2_0～Pb15/AD2_5及Dr0/AD2_6、Dr0/AD2_7等連接端及第二設定用連結模塊314中的Pa8/CS1n～Pa15/RD2n連接端、以及從機端模式連結模塊(LED/DATA2_0～LED/DATA2_7)316等，設定連接存儲單元33的第二輸出端332，形成主機端模式輸出設定；擴充機3於開機時執行一晶片尋址程序，主機2執行一初始化動作，接著，主機2端讀取某一判斷模塊(D_inst0～2或D_insto0～2)的信號，以判斷所連接的擴充機型式、容量，確認主機2與多數擴充機3之間的連接與作動正常，然後，當主機2或者由上一級擴充機3轉換輸出一定位值(CODE)，各擴充機3依其通信接口31接收主機2，或者上一級擴充機3轉換輸出的定位值，自動判斷是否允許或隔離與主機2的數據存取，其中，該判斷為允許的擴充機3在其存儲單元33與主機2之間形成雙向數據交換的暫存路徑模式與溝通連接，換言之，由存儲單元33提供一個數據的暫存位置，主機2使用主機端模式來存取存儲單元33內暫存的數據，而擴充機3用從主機端模式來存取存儲單元33內暫存的數據。
上述的晶片尋址程序，僅需於擴充機3開機時執行一次，其執行流程如圖13所示，由微處理器32寫入地址512數據(0)(如流程500)，而執行轉變控制致能信號SHreg的位移緩存器34a及地址緩存器(Address register)36的清除動作(如流程502)，接著，由微處理器32寫入地址512數據(1)(如流程504)，並執行數據傳輸線輸出O_DI是否等於1的判斷(如流程506)，當判斷結果為1，則地址緩存器(Address register)36執行加1運作(如流程508)，然後，執行地址緩存器(Address register)36是否第16次的判斷(如流程510)，當流程506判斷結果非為1，則直接執行流程510的判斷，並在判斷結果為符合設定條件時，完成晶片尋址而結束(如流程512)，但若判斷結果為不符合設定條件時，則回到流程504繼續執行至符合設定條件時，完成晶片尋址而結束。
此外，上述擴充機3利用其通信接口31並列連接主機2，或者上、下一級的擴充機3之間的數據存取運作路程，參照圖14所示，微處理器32寫入地址512數據2+晶片地址(如流程600)，將上述晶片地址存入現時地址緩存器(Address register)36a(如流程602)，接著，執行現時地址緩存器(Address register)36a與地址緩存器(Address register)36是否相等的判斷(如流程604)，當判斷結果是相同，由微處理器32讀取或寫入數據至存儲單元33(如流程606)，然後完成存取流程而結束(如流程608)，又，當判斷結果是不相同，則不做任何數據存取動作而直接結束。
由於本發明的PLC擴充機與主機的多模式連接通信接口，以一體化電路設計通信接口，並在該通信接口上定義了各種不同擴充機型態及其進行各功能設定的連結模塊，以搭配微處理器使主機與各種擴充機型態之間進行通信連接，以及將I/O點數擴充使其具有一致適用的通信接口，可簡易、方便地通過通信接口的集成電路的輸出設定用連結模塊，依據點數需求設定I/O點擴充數量，從而改善設計人員要分別在硬體通信方式及I/O點數擴充上作不同硬體設計及其時間浪費的需要，以為使用者提供更簡便，低廉但I/O點擴充方便的實用PLC擴充機與主機的多模式連接通信接口。
同時，利用於擴充機內設有至少一個存儲單元，搭配一體化電路設計的通信接口應用於特殊擴充機連接，形成雙向數據交換的暫存路徑模式，可供主機與特殊，如非數字擴充機以並列主從方式傳遞數據。
上述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施範圍。即凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。
權利要求
1.一種PLC擴充機與主機的多模式連接通信接口，包括主機，包含通信接口，具有集成電路及其多組功能設定連結模塊；微處理器，與所述通信接口電性連接；至少一個擴充機，包含微處理器；存儲單元，與所述擴充機的微處理器電連接；通信接口，與所述擴充機的微處理器電連接，並具有集成電路及多組功能設定連結模塊；其中，所述擴充機以通信接口的集成電路定義各種不同的擴充機型態及通信連接模式，以連接所述主機及另一相鄰的擴充機，從而形成通信連接，並利用集成電路的至少一個功能設定連結模塊，用於根據需求設定I/O點數擴充接腳，使主機與各種擴充機型態間的通信連接以及I/O點數擴充具有一致適用的通信接口，以快速通過主機輸出定位值，並由擴充機自動允許或隔離主機發送數據，及進行暫存於存儲單元的數據存取。
2.如權利要求
1所述的多模式連接通信接口，其中，所述主機通信接口與擴充機通信接口之間還包括以串聯或並聯方式連接的地址線、數據線及尋址線。
3.如權利要求
1所述的多模式連接通信接口，其中，所述主機通信接口與擴充機通信接口為相同的集成電路與功能連結模塊設計。
4.如權利要求
1所述的多模式連接通信接口，其中，所述擴充機的通信接口具有集成電路，所述集成電路包括前級連結模塊，與主機或者上一級擴充機電連接；後級連結模塊，與下一級擴充機電連接；第一、二設定用連結模塊，用於依據需求設定I/O點數擴充以及外部連接，執行數據讀取及輸出；硬體模式設定連結模塊，用於設定擴充機型態供主機進行初始化判讀，通過電性連接取得主機或者上一級輸出的定位值，並將轉換輸出定位值送至下一級擴充機，以及根據分配位置的定位值選擇確定主機是否可連接，或者通過所述存儲單元進行數據存取；從機端模式連結模塊，配合擴充機型態與連接模式，以電性連接發光組件掃瞄輸出顯示各數字點狀態，或者由擴充機進行記憶單元暫存數據的存取；輸入控制電路，控制所述第一、二設定用連結模塊的數據讀取輸入；輸出控制電路，控制所述第一設定用連結模塊及第二設定用連結模塊的數據輸出。
5.如權利要求
4所述的多模式連接通信接口，其中，所述通信接口還包括轉變控制信號，以單線方式電性連接主機及相鄰擴充機與電源信號端Vcc。
6.如權利要求
4所述的多模式連接通信接口，其中，所述通信接口還包括計數器，所述計數器與所述硬體模式設定連結模塊電性連接產生計數信號。
7.如權利要求
4所述的多模式連接通信接口，其中，所述前級連結模塊還設有至少一個判斷模塊，以配合不同型態擴充機電性連接與通過信號讀取而辨識其型態設定。
8.如權利要求
4所述的多模式連接通信接口，其中，所述後級連結模塊還設有至少一個判斷模塊，以配合不同型態擴充機電性連接與通過信號讀取而辨識其型態設定。
9.如權利要求
4所述的多模式連接通信接口，其中，所述輸入控制電路包括有輸出/入通道開關量控制器及閂鎖裝置，在所述閂鎖裝置電性連接顯示控制單元，以控制所述擴充點狀態顯示的發光組件動作，所述輸出/入通道開關量控制器及閂鎖裝置電性連接並接受前級連結模塊輸入的控制信號，而由所述第一、二設定用模連結模塊接收數據。
10.如權利要求
9所述的多模式連接通信接口，其中，所述輸出/入通道開關量控制器還包括分別通過開關組件與前級連結模塊的脈波信號輸入端Dck及數據傳輸端電性連接、並由一開關組件電性連接的數據輸入端，並在數據傳輸端DI與數據輸入端間利用兩個串接的開關組件進行信號電性連接控制，所述閂鎖裝置通過開關組件與前級連結模塊的LD信號端電性連接，以接受前級連結模塊輸入的控制信號。
11.如權利要求
4所述的多模式連接通信接口，其中，所述輸出控制電路包括有資料庫管理裝置及閂鎖裝置，所述閂鎖裝置電性連接顯示控制單元，以控制所述擴充點狀態顯示的發光組件動作，所述資料庫管理裝置及閂鎖裝置電性連接並接受前級連結模塊輸入的控制信號，而由所述第一、二設定用連結模塊輸出數據。
12.如權利要求
11所述的多模式連接通信接口，其中，所述資料庫管理裝置還包括分別通過開關組件與前級連結模塊的脈波信號輸入端Dck及數據傳輸端電性連接、並由開關組件電性連接的數據輸入端，在數據傳輸端DI與數據輸入端間利用兩個串接的開關組件進行信號電性連接控制，所述閂鎖裝置通過所述開關組件與前級連結模塊的LD信號端電性連接，以接受前級連結模塊輸入的控制信號。
13.如權利要求
1所述的多模式連接通信接口，其中，所述存儲單元還包括第一輸出端及第二輸出端。
14.一種PLC擴充機與主機的多模式連接通信接口通信連接方法，應用於主機與數字點擴充機的串行通信連接模式，所述方法包括a)、擴充機由通信接口的硬體模式設定連結模塊，設定其擴充機型態、容量與定位值；b)、由通信接口前、後級模塊接腳連接主機，或者上、下一級擴充機，在主機與多數擴充機之間形成串行通信電性連接；c)、利用通信接口的第一及第二設定用連結模塊設定I/O點數擴充及其接腳；d)、主機執行初始化動作，由通信接口讀取某一判斷模塊的信號，以判斷所連接的擴充機型式、容量，確認主機與多數擴充機之間的電性連接與作動正常；e)、所述主機及另一相鄰擴充機轉換輸出定位值至所述擴充機；f)、所述擴充機根據所述定位值自動判斷允許或隔離主機所發送的數據。
15.一種PLC擴充機與主機的多模式連接通信接口通信連接方法，應用於主機與特殊擴充機的串行通信連接模式，所述方法包括a)、以通信接口的硬體模式設定擴充機連結模塊，設定其擴充機型態、容量與定位值；b)、由通信接口前、後級連結模塊連接主機，或者上、下一級之擴充機，在所述主機與多個擴充機之間形成地址線、數據線及尋址線的串行通信連接；c)、利用所述通信接口的第一及第二設定用連結模塊設定與所述存儲單元的一輸出端連接，形成主機端模式輸出設定；d)、所述主機執行初始化動作，由所述通信接口讀取某一判斷模塊的信號，以判斷所連接的擴充機型式、容量，確認所述主機與多個擴充機之間的連接與作動正常；e)、所述主機及另一相鄰擴充機轉換輸出定位值至擴充機；f)、所述擴充機根據所述定位值自動判斷允許或隔離主機與存儲單元的數據存取；g)、所述擴充機根據所述定位值判斷允許與所述存儲單元的數據存取，形成雙向數據交換的暫存路徑模式與溝通連接；h)、主機使用串行的通信接口存取所述存儲單元內暫存的數據，而所述擴充機用主機端模式存取所述存儲單元內暫存數據。
16.如權利要求
15所述的方法，其中，所述特殊擴充機為非數字點擴充機。
17.一種PLC擴充機與主機的多模式連接通信接口通信連接方法，應用於主機與特殊擴充機的並列通信連接模式，所述方法包括a)、擴充機由通信接口的之硬體模式設定連結模塊，設定其擴充機型態、容量與定位值；b)、由通信接口前、後級連結模塊連接主機，或者上、下一級相鄰的擴充機，在所述主機與多個擴充機之間形成地址線、數據線及尋址線之的行通信連接；c)、利用通信接口的第一及第二設定用模塊接腳設定與上述存儲單元的兩個輸出端連接，形成具有主機端模式及從機端模式的輸出設定；d)、所述擴充機於開機時執行晶片尋址程序；e)、所述主機執行初始化動作，由所述通信接口讀取某一判斷模塊信號，以判斷所連接之擴充機型式、容量，確認主機與多數擴充機間之連接與作動正常；f)、所述主機及另一相鄰擴充機轉換輸出一定位值至擴充機；g)、所述擴充機根據所述定位值自動判斷允許或隔離主機與存儲單元的數據存取；h)、所述擴充機根據所述定位值判斷允許與存儲單元的數據存取，形成雙向數據交換的暫存路徑模式與溝通連接；i)、所述主機使用主機端模式存取存儲單元內的暫存數據，而所述擴充機用從機端模式存取所述存儲單元內暫存的數據。
專利摘要
一種PLC擴充機與主機的多模式通信接口及其應用方法，包括主機及至少一個擴充機，前述擴充機具有微處理器、存儲單元及通信接口，該通信接口以其集成電路的多個功能設定的連結模塊，連接上述主機或者上、下一級之擴充機，以及設定所需求之I/O點數擴充，形成多型式的擴充機定義的連接及I/O點數擴充一致適用的通信接口架構，前述主機於初始化動作，可通過其通信接口的判斷模塊以判讀擴充機型式、容量，並根據控制要求輸出定位值至擴充機，各擴充機依其通信接口接收的定位值自動允許或隔離主機所發送的數據，或者存取暫存於存儲單元的數據。
文檔編號G05B19/418GK1991646SQ200510097433
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月28日
發明者吳鴻志 申請人:臺達電子工業股份有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan