PLC控制系统的制作方法

本公开涉及工业自动化控制，尤其涉及一种plc控制系统。

背景技术：

1、在plc（programmable logic controller，可编程逻辑控制器）控制系统中，工业现场中的各个设备采集到的现场数据，会通过数据耦合节点进行耦合，plc控制器可以通过该数据耦合节点控制工业现场中的各个设备。

2、然而，随着工业自动化水平的不断提高，大型工业现场（如风力发电场、火力发电厂、水力发电站等）中的设备数量持续增长，且设备的分布范围不断扩大，单个数据耦合节点往往难以覆盖所有的设备。因此，需要通过设置大量的数据耦合节点，以耦合所有现场设备采集的数据。

3、然而，当plc控制系统扩展数据耦合节点后，plc控制器需要控制各个数据耦合节点之间的数据交互。随着数据耦合节点数量的增加，plc控制器的通信负担成倍上升，plc控制器的资源被大量消耗于通信处理，导致留给核心控制逻辑的处理资源相应减少，从而降低了plc控制器对核心控制逻辑的处理效率。

技术实现思路

1、本公开要解决的技术问题是为了克服现有技术中随着数据耦合节点数量的增加，plc控制器的资源被大量消耗于通信处理，降低了plc控制器对核心控制逻辑的处理效率的缺陷，提供一种plc控制系统。

2、本公开是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、本公开提供了一种plc控制系统，所述plc控制系统包括plc控制器、至少两个数据耦合节点；其中，将与所述plc控制器直接连接的所述数据耦合节点作为接入节点，将其它的所述数据耦合节点作为扩展节点；

4、所述接入节点与各个所述扩展节点通过光纤依次连接，以构成环状通信链路；

5、所述plc控制器用于将各个所述数据耦合节点的数据交互信息下发给所述接入节点；

6、所述接入节点用于解析所述数据交互信息，并通过所述环状通信链路将解析后的所述数据交互信息，下发至所述扩展节点；

7、所述接入节点和所述扩展节点根据解析后的所述数据交互信息，执行对应的数据交互操作。

8、可选地，所述接入节点中包括第一fpga控制单元，所述扩展节点中包括第二fpga控制单元；

9、所述plc控制器与所述接入节点之间通过所述第一fpga控制单元电连接；

10、所述接入节点中的所述第一fpga控制单元与各个所述扩展节点中的所述第二fpga控制单元通过光纤依次连接，以构成所述环状通信链路。

11、可选地，解析后的所述数据交互信息包括各个所述数据耦合节点的配置信息；

12、所述第一fpga控制单元和所述第二fpga控制单元根据所述配置信息，执行对应的配置操作。

13、可选地，所述数据交互信息包括第一交互信息；

14、所述第一fpga控制单元通过所述环状通信链路，周期性的下发所述第一交互信息；

15、所述第二fpga控制单元根据所述第一交互信息，将对应的扩展数据信息通过所述环状通信链路发送至所述第一fpga控制单元；

16、所述第一fpga控制单元将所述扩展数据信息存储，以供所述plc控制器访问。

17、可选地，第一fpga控制单元将所述扩展数据信息，按照预定地址映射关系，存储于目标地址空间中，以供所述plc控制器访问。

18、可选地，所述数据交互信息包括第二交互信息；所述第二交互信息包括源节点标识、目的节点标识；

19、所述第一fpga控制单元和所述第二fpga控制单元还用于在识别到自身节点标识与所述源节点标识匹配时，通过所述环状通信链路将对应的数据发送给与所述目的节点标识匹配的fpga控制单元。

20、可选地，所述第二交互信息还包括源节点地址、目的节点地址；

21、所述第一fpga控制单元和所述第二fpga控制单元还用于在识别到自身节点标识与所述源节点标识匹配时，基于所述源节点地址读取对应的数据，并通过所述环状通信链路，将对应的数据发送给与所述目的节点标识匹配的fpga控制单元；

22、与所述目的节点标识匹配的fpga控制单元还用于基于所述目的节点地址，将对应的数据存储在本地存储单元。

23、可选地，所述第一fpga控制单元和所述第二fpga控制单元还用于在识别到自身节点标识与所述源节点标识不匹配时，通过所述环状通信链路将第二交互信息继续下发。

24、可选地，plc控制器包括主plc控制器和从plc控制器；所述接入节点包括主接入节点和从接入节点，所述扩展节点包括主扩展节点和从扩展节点，所述plc控制系统还包括链路切换单元；

25、所述主plc控制器与所述主接入节点电连接；

26、所述主接入节点与各个所述主扩展节点通过光纤依次连接，以构成主环状通信链路；

27、所述从plc控制器与所述从接入节点电连接；

28、所述从接入节点与各个所述从扩展节点通过光纤依次连接，以构成从环状通信链路；

29、所述链路切换单元分别与所述主plc控制器和所述从plc控制器电连接；

30、所述链路切换单元用于在所述主环状通信链路不符合预设条件时，将主plc控制器切换成所述从plc控制器。

31、可选地，所述第一fpga控制单元和第二fpga控制单元还用于获取对应的节点的运行状态，并通过所述主环状通信链路将所述运行状态发送给所述主接入节点；

32、所述主plc控制器还用于在所述运行状态不符合所述预设条件时，向所述链路切换单元发出切换指令；

33、所述链路切换单元根据所述切换指令，将主plc控制器切换成所述从plc控制器。

34、在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本公开各较佳实例。

35、本公开的积极进步效果在于：通过设置一个与plc控制器直接连接的接入节点作为统一入口，并将所有扩展节点与接入节点通过光纤依次串联构成环状通信链路，使得plc控制器只需与接入节点进行单一通信连接即可实现对全部数据耦合节点的数据交互管理，无需逐一访问每个扩展节点，从而大幅降低了plc控制器的通信连接数和通信负担，减少了控制器资源在通信处理上的消耗，将更多处理资源留给核心控制逻辑，提升了控制系统的整体运行效率。且该环状通信链路的拓扑结构可以使所有的数据耦合节点在逻辑上对等，避免了因存在末端的数据耦合节点故障导致整个通信链路失效的风险；且该环状通信链路中的数据可以单向循环传输，这样接入节点无需等待下行完成后再进行上行，从而提升了环状通信链路中数据的交换效率，此外，在plc控制系统需要扩展数据耦合节点时，新增的数据耦合节点可灵活插入环状通信链路中的任意位置，而无需重新确认末端，进而进一步降低了系统扩展的复杂度和维护成本。

1.一种plc控制系统，其特征在于，所述plc控制系统包括plc控制器、至少两个数据耦合节点；其中，将与所述plc控制器直接连接的所述数据耦合节点作为接入节点，将其它的所述数据耦合节点作为扩展节点；

2.如权利要求1所述的plc控制系统，其特征在于，所述接入节点中包括第一fpga控制单元，所述扩展节点中包括第二fpga控制单元；

3.如权利要求2所述的plc控制系统，其特征在于，解析后的所述数据交互信息包括各个所述数据耦合节点的配置信息；

4.如权利要求2所述的plc控制系统，其特征在于，所述数据交互信息包括第一交互信息；

5.如权利要求4所述的plc控制系统，其特征在于，第一fpga控制单元将所述扩展数据信息，按照预定地址映射关系，存储于目标地址空间中，以供所述plc控制器访问。

6.如权利要求3所述的plc控制系统，其特征在于，所述数据交互信息包括第二交互信息；所述第二交互信息包括源节点标识、目的节点标识；

7.如权利要求6所述的plc控制系统，其特征在于，所述第二交互信息还包括源节点地址、目的节点地址；

8.如权利要求6所述的plc控制系统，其特征在于，所述第一fpga控制单元和所述第二fpga控制单元还用于在识别到自身节点标识与所述源节点标识不匹配时，通过所述环状通信链路将第二交互信息继续下发。

9.如权利要求2所述的plc控制系统，其特征在于，plc控制器包括主plc控制器和从plc控制器；所述接入节点包括主接入节点和从接入节点，所述扩展节点包括主扩展节点和从扩展节点，所述plc控制系统还包括链路切换单元；

10.如权利要求9所述的plc控制系统，其特征在于，所述第一fpga控制单元和第二fpga控制单元还用于获取对应的节点的运行状态，并通过所述主环状通信链路将所述运行状态发送给所述主接入节点；