一种远程IO控制系统及其控制器和IO模块技术方案

本发明专利技术公开了一种远程IO控制系统及其控制器和IO模块，控制器和IO模块分别集成有高速总线接口，可以通过高速总线相连，提高了通信速率。控制器中，主站芯片获取各个IO模块的IO口状态数据后写入自身的RAM存储区，控制芯片可通过并行总线访问该RAM存储区，像访问其内部RAM空间一样快速读取/写入数据，使控制芯片可以快速获取各个IO模块的IO口状态数据，提高了系统的实时性；IO模块中，通过拨码开关电路即可设置IO模块的通信波特率及通信地址，IO模块提供多种工作模式，可通过拨码开关电路切换，无需编程，缩短了产品开发时间。该远程IO控制系统电路结构简单，可靠性高、成本低、开发周期短，便于安装和维护。

A remote IO control system and its controller and IO module

The invention discloses a remote IO control system and a controller thereof and a IO module, wherein, the controller and the IO module are respectively provided with a high-speed bus interface, which can be connected by a high-speed bus to improve the communication speed. In the controller, the master chip for each IO module IO port state data written to the RAM storage area of the control chip, through parallel bus access to the RAM store, like access to its internal RAM space as fast read / write data, the control chip can quickly obtain the IO module IO port state data, improve the real-time performance of the system; the IO module, the communication baud rate dial switch circuit can be set up IO module and communication address, the IO module provides various working modes, through the dial switch circuit switching, without programming, shorten the product development time. The remote IO control system has the advantages of simple circuit, high reliability, low cost, short development cycle, easy installation and maintenance.

【技术实现步骤摘要】
一种远程IO控制系统及其控制器和IO模块
本专利技术涉及现场总线远程控制
，具体涉及一种远程IO控制系统及其控制器和IO模块。
技术介绍
远程IO模块在现代工业控制中具有广泛的应用，是分布式控制系统中的关键部件，主要用于连接工业控制系统中的各种现场装置如传感器、按钮、电磁阀、指示灯、电机驱动等的输入、输出信号，并通过通信网络将采集到的现场信号传送至主站或其它控制系统。现有的远程IO模块采用的连接方式通常为各种类型的现场总线技术，如工业以太网、RS485总线、CAN总线等，协议复杂、速率低，现有的远程IO控制系统通常存在以下一种或多种问题，如：电路结构复杂、通信协议复杂、成本过高、开发周期过长、因通讯速率低达而不到工业现场实时性要求等问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种远程IO控制系统及其控制器和IO模块，以解决现有的远程IO控制系统结构和通信协议复杂、成本高、开发周期长、因通讯速率低达而不到工业现场实时性要求等问题。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种远程IO控制系统的控制器，所述控制器包括控制芯片和主站芯片，所述控制芯片通过并行总线连接所述主站芯片；所述主站芯片集成有高速总线接口，用于连接远程IO控制系统的各个IO模块；所述主站芯片上设置有RAM存储区，所述控制芯片通过并行总线接口方式访问所述RAM存储区；所述主站芯片，用于通过所述高速总线接口获取各个IO模块的IO口状态数据，写入所述RAM存储区；以及从所述RAM存储区读取控制数据，通过所述高速总线接口向所述IO模块发送所述控制数据；所述控制芯片，用于通过并行总线读取所述RAM存储区中的所述IO口状态数据；以及根据所述IO口状态数据通过并行总线向所述RAM存储区写入控制数据。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供了一种远程IO控制系统的IO模块，所述IO模块包括子站芯片、数字量IO口和拨码开关电路；所述子站芯片集成有高速总线接口，用于连接远程IO控制系统的控制器；所述拨码开关电路，用于配置所述IO模块的通信波特率和通信地址，以及配置所述数字量IO口的工作模式为输入模式或输出模式；所述子站芯片，用于当所述数字量IO口为输入模式时，将所述数字量IO口的状态数据通过所述高速总线接口发送给所述控制器；以及当所述数字量IO口为输出模式时，根据从所述控制器接收到的控制数据，控制所述数字量IO口输出相应的信号。根据本专利技术的又一个方面，本专利技术提供了一种远程IO控制系统，包括一个上述的控制器以及多个上述的IO模块；所述控制器的高速总线接口与所述IO模块的高速总线接口通过高速RS485总线相连。本专利技术的有益效果是：本专利技术实施例提供的远程IO控制系统通过高速总线连接控制器和各个IO模块，提高了控制器与IO模块之间的通信速率；控制器中的控制芯片通过并行总线接口方式访问主站芯片上的RAM存储区，可以像访问其内部RAM空间一样快速读取/写入数据，从而使控制芯片可以快速获取各个IO模块的IO口状态数据，提高了系统的实时性；IO模块无须编程，只须通过拨码开关电路设置好IO模块的通信波特率及通信地址后即可快速接入网络使用，缩短了产品开发时间。该远程IO控制系统电路结构简单，可靠性高、成本低、开发周期短，便于安装和维护。附图说明图1是本专利技术一个实施例提供的一种远程IO控制系统的控制器的结构示意图；图2是本专利技术一个实施例提供的一种远程IO控制系统的IO模块的结构示意图；图3是本专利技术一个实施例提供的一种远程IO控制系统的结构示意图。具体实施方式本专利技术的设计构思是：现有的远程IO控制系统结构和通信协议复杂、成本高、开发周期长、因通讯速率低达而不到工业现场实时性要求。针对这种情况，本专利技术通过高速总线连接远程IO控制系统的控制器和IO模块，提高通信速率；控制器中的控制芯片通过并行总线接口方式访问主站芯片上的RAM存储区，可以像访问其内部RAM空间一样快速读取/写入数据，从而使控制芯片可以快速获取各个IO模块的IO口状态数据，提高系统的实时性；IO模块无须编程，只须通过拨码开关电路设置好IO模块的通信波特率及通信地址后即可快速接入网络使用，缩短了产品开发时间。实施例一图1是本专利技术一个实施例提供的一种远程IO控制系统的控制器的结构示意图，如图1所示，本实施例提供的远程IO控制系统的控制器包括控制芯片110和主站芯片120，控制芯片110通过并行总线连接主站芯片120。主站芯片120集成有高速总线接口130，用于连接远程IO控制系统的各个IO模块。主站芯片120上设置有RAM存储区，用于存储多个IO模块对应的IO口状态数据。控制芯片110通过并行总线接口方式访问主站芯片120的RAM存储区，可以像访问其内部RAM空间一样快速读取/写入主站芯片120上的RAM存储区。主站芯片120通过高速总线接口获取各个IO模块的IO口状态数据，写入RAM存储区。主站芯片120还从RAM存储区读取控制数据，通过高速总线接口130向IO模块发送该控制数据。控制芯片110通过8位或16位并行总线接口方式访问主站芯片120的RAM存储区，通过并行总线读取主站芯片120的RAM存储区中的IO口状态数据，以及根据从主站芯片120的RAM存储区中读取到的IO口状态数据，通过并行总线向主站芯片120的RAM存储区写入控制数据，从而控制芯片110可以快速获取各个IO模块的IO口状态数据。优选地，本实施例中控制芯片110采用LPC1788ARM芯片，主站芯片120采用MKY36芯片，高速总线接口130包括AD4148芯片。在一个优选实施例中，控制器还包括EEPROM芯片140，如24C1024芯片，EEPROM芯片140与控制芯片110相连，用于存储远程IO控制系统的控制参数和历史数据。在另一个优选实施例中，控制器还包括电源电路150，用于为控制器提供工作电源，电源电路150包括一个B0505S-2W电源芯片和一个AMS1117-3.3降压芯片。在又一个优选实施例中，控制器还包括若干以太网接口160、RS485接口170和RS232接口180，分别与控制芯片110的内置外设相连，可以方便地连接控制设备，如PC机、PLC(可编程逻辑控制器)等，或者连接远程IO控制系统中其他的控制器。以太网接口160包括LAN8720A芯片，RS485接口170包括MAX3485芯片，RS232接口180包括MAX3232芯片。实施例二图2是本专利技术一个实施例提供的一种远程IO控制系统的IO模块的结构示意图，如图2所示，本实施例提供的远程IO控制系统的IO模块子站芯片210、数字量IO口220和拨码开关电路230。子站芯片210集成有高速总线接口240，用于连接远程IO控制系统的控制器。拨码开关电路230用于配置IO模块的通信波特率和通信地址，以及配置数字量IO口220的工作模式为输入模式或输出模式。本实施例提供的IO模块无须编程，只须通过拨码开关电路230设置好IO模块的通信波特率及通信地址后即可快速接入网络使用，缩短了产品开发时间。IO模块的数字量IO口220可根据现场需要灵活配置为输入模式或输出模式。输出模式包括普通输出模块和PWM(PulseWidthModulation，脉冲宽度调制)输出模式，在PWM输出模式下可以，利用数字量IO口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种远程IO控制系统的控制器，其特征在于，所述控制器包括控制芯片和主站芯片，所述控制芯片通过并行总线连接所述主站芯片；所述主站芯片集成有高速总线接口，用于连接远程IO控制系统的各个IO模块；所述主站芯片上设置有RAM存储区，所述控制芯片通过并行总线接口方式访问所述RAM存储区；所述主站芯片，用于通过所述高速总线接口获取各个IO模块的IO口状态数据，写入所述RAM存储区；以及从所述RAM存储区读取控制数据，通过所述高速总线接口向所述IO模块发送所述控制数据；所述控制芯片，用于通过并行总线读取所述RAM存储区中的所述IO口状态数据；以及根据所述IO口状态数据通过并行总线向所述RAM存储区写入控制数据。

【技术特征摘要】
1.一种远程IO控制系统的控制器，其特征在于，所述控制器包括控制芯片和主站芯片，所述控制芯片通过并行总线连接所述主站芯片；所述主站芯片集成有高速总线接口，用于连接远程IO控制系统的各个IO模块；所述主站芯片上设置有RAM存储区，所述控制芯片通过并行总线接口方式访问所述RAM存储区；所述主站芯片，用于通过所述高速总线接口获取各个IO模块的IO口状态数据，写入所述RAM存储区；以及从所述RAM存储区读取控制数据，通过所述高速总线接口向所述IO模块发送所述控制数据；所述控制芯片，用于通过并行总线读取所述RAM存储区中的所述IO口状态数据；以及根据所述IO口状态数据通过并行总线向所述RAM存储区写入控制数据。2.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括EEPROM芯片，所述EEPROM芯片与所述控制芯片相连，用于存储控制参数和历史数据。3.如权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括电源电路，用于为所述控制器提供工作电源。4.如权利要求3所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括若干以太网接口、RS485接口和RS232接口，用于连接不同的控制设备。5.如权利要求4所述的控制器，其特征在于，所述控制芯片为LPC1788ARM芯片；所述主站芯片为MKY36芯片；所述高速总线接口包括AD4148芯片；所述EEPROM芯片为24C1024芯片；所述电源电路包括B0505S-2W电源芯片和AMS1117-3.3降...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕建涛，
申请(专利权)人：歌尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37