一種plc擴展總線的終端電阻自動匹配系統及方法
摘要：
本發明公開了一種plc擴展總線的終端電阻自動匹配系統，其包括plc以及多個擴展模塊，所述plc與所述多個擴展模塊通過擴展總線級連形成總線拓撲結構，其中：每一擴展模塊均具有一前向通信接口以及一后向通信接口，在所述前向通信接口設置有第一開關，在所述后向通信接口中設置有第二開關，所述第一開關與所述第二開關并聯且連接一終端電阻至所述擴展總線；所述第一開關與所述第二開關均為常閉開關，當所述前向通信接口插入線纜時，則抵頂所述第一開關并使其斷開，當所述后向通信接口插入線纜時，則抵頂所述第二開關并使其斷開。本發明公開了相應的方法。通過實施本發明的技術方案，可以自動且快速地匹配終端電阻。
申請號：cn201510619748.4專利名稱：一種plc擴展總線的終端電阻自動匹配系統及方法申請（專利權）人：[深圳市合信自動化技術有限公司]發明人：[王精]其他信息：
1.一種plc擴展總線的終端電阻自動匹配系統，其包括plc以及多個擴展模塊，所述plc 與所述多個擴展模塊通過擴展總線級連形成總線拓撲結構，其特征在于，其中： 每一擴展模塊均具有一前向通信接口以及一后向通信接口，在所述前向通信接口設置 有第一開關，在所述后向通信接口中設置有第二開關，所述第一開關與所述第二開關并聯 且連接一終端電阻至所述擴展總線； 所述第一開關與所述第二開關均為常閉開關，當所述前向通信接口插入線纜時，則抵 頂所述第一開關并使其斷開，當所述后向通信接口插入線纜時，則抵頂所述第二開關并使 其斷開。 2.如權利要求1所述的一種plc擴展總線的終端電阻自動匹配系統，其特征在于，所述 擴展總線為mlvds總線。 3.一種plc擴展總線的終端電阻自動匹配方法，應用于如權利要求1所述的plc擴展總 線的終端電阻自動匹配系統中，其特征在于，該方法包括如下步驟： 將plc至多個擴展模塊通過線纜順序連接； 在總線拓撲結構中，當本級擴展模塊的前向通信接口與后向通信接口上均被插入線纜 時，則所述擴展模塊的上第一開關和第二開關均被打開，所述本級擴展模塊的終端電阻與 擴展總線斷開連接； 在總線拓撲結構中最后一級擴展模塊上，其后向通信接口未被插入線纜，最后一個擴 展模塊的第二開關處于閉合狀態，則最后一級擴展模塊中的終端電阻與擴展總線相連接， 自動匹配至所述擴展總線上。 4.如權利要求3所述的一種plc擴展總線的終端電阻自動匹配方法，其特征在于，所述 擴展總線為mlvds總線。
一種plc擴展總線的終端電阻自動匹配系統及方法
技術領域
本發明涉及可編程邏輯控制器（programmable logic controller，plc）領域，尤 其涉及一種plc擴展總線的終端電阻自動匹配系統及方法。
背景技術
在現有技術中，plc為擴展i/o（input/output，輸入或輸出）點或功能，一般需要通 過擴展總線將各種i/o模塊或功能模塊連接起來構成plc控制系統，plc通過該擴展總線與 i/o模塊或功能模塊進行通信。
現有的plc與擴展模塊之間采用的諸如串行外圍設備接口（serial peripheral interface，spi）或控制器局域網總線（controller area network，can）等擴展總線進行連 接與通信，在具體應用中，在plc與擴展模塊進行通信前，需要完成終端電阻的匹配過程。其 中，終端電阻為并聯在總線拓撲結構的遠端（相距最遠的兩個通信端口上）的一對通信線上 的電阻，其作用是為了消除在通信線纜中的信號反射，有效地增強信號強度。但是現有技術 中，在plc與擴展模塊進行級聯的系統中，需要人工判斷哪一級擴展模塊是最后一級的擴展 模塊，并手動連接設置于該擴展模塊處的終端電阻。
發明內容
鑒于現有技術的不足，本發明實施例一種plc擴展總線的終端電阻自動匹配方法 及系統，可以自動識別plc控制系統中最后一級擴展模塊，并自動實現終端電阻的匹配。
為了達到上述發明目的，本發明實施例提供了一種plc擴展總線的終端電阻自動 匹配系統，其包括plc以及多個擴展模塊，所述plc與所述多個擴展模塊通過擴展總線級連 形成總線拓撲結構，其中：
每一擴展模塊均具有一前向通信接口以及一后向通信接口，在所述前向通信接口 設置有第一開關，在所述后向通信接口中設置有第二開關，所述第一開關與所述第二開關 并聯且連接一終端電阻至所述擴展總線；
所述第一開關與所述第二開關均為常閉開關，當所述前向通信接口插入線纜時， 則抵頂所述第一開關并使其斷開，當所述后向通信接口插入線纜時，則抵頂所述第二開關 并使其斷開。
優選地，所述擴展總線為mlvds（multipoint low voltage differential signaling，多點低電壓差分信號）總線。。
相應地，本發明實施例還提供了一種plc擴展總線的終端電阻自動匹配方法，應用 于前述的plc擴展總線的終端電阻自動匹配系統中，該方法包括如下步驟：
將plc至多個擴展模塊通過線纜順序連接；
在總線拓撲結構中，當本級擴展模塊的前向通信接口與后向通信接口上均被插入 線纜時，則所述擴展模塊的上第一開關和第二開關均被打開，所述本級擴展模塊的終端電 阻與擴展總線斷開連接；
在總線拓撲結構中最后一級擴展模塊上，其后向通信接口未被插入線纜，所述最 后一個擴展模塊的第二開關處于閉合狀態，則最后一級擴展模塊中的終端電阻與擴展總線 相連接，自動匹配至所述擴展總線上。
實施本發明實施例，具有如下有益效果：
本發明實施例提供的技術方案，通過在通過擴展總線級聯的plc系統的每一擴展 模塊中的前總線接口以及后總線接口中均設置一常閉開關，且該兩個常閉開關并聯后將終 端電阻連接在擴展總線上；當各擴展模塊級聯后，處于中間位置的擴展模塊，由于其前總線 接口以及后總線接口均被插入線纜，使其對應的常閉開關斷開，從而使本級擴展模塊上的 終端電阻與擴展總線斷開連接；而對于最后一個擴展模塊，由于其后總線接口未被插入線 纜，故其對應的常閉開關處于閉合狀態，故可以將終端電阻自動匹配至擴展總線。該方案 中，能夠快速準確地將終端電阻自動匹配至擴展總線上。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以 根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發明提供的一種plc擴展總線的終端電阻自動匹配系統一個實施例的結 構示意圖；
圖2是圖1中擴展模塊在第一種情形下終端電阻的連接示意圖；
圖3是圖1中擴展模塊在第二種情形下終端電阻的連接示意圖；
圖4是圖1中擴展模塊在第三種情形下終端電阻的連接示意圖；
圖5是本發明提供的一種plc擴展總線的終端電阻自動匹配方法的一個實施例的 主流程示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的實施例進行詳見說明。
如圖1所示，示出了本發明提供的一種plc擴展總線的終端電阻自動匹配系統一個 實施例的結構示意圖。在該實施例中，該plc擴展總線的終端電阻自動匹配系統包括plc1以 及多個擴展模塊2， plc1與多個擴展模塊2之間采用擴展總線進行級連；其中，在一個實施 例中，該擴展總線采用mlvds總線，其屬于總線型拓撲結構半雙工通信，在后文中提及的擴 展總線均以mlvds擴展總線進行說明，當可以理解的是，在其他的實施例中，也可以采用其 他類型的總線。擴展模塊2采用級聯方式，每個擴展模塊均是獨立的個體，也沒有優先順序， 但每個擴展模塊2具備獨立的地址，在一個例子中，plc可以級聯8個擴展模塊。在該總線型 拓撲結構中，plc充當主機角色，擴展模塊充當從機角色，總線接口包括擴展總線時鐘、擴展 總線數據及地址線等。其中擴展總線時鐘由plc主導發出，擴展模塊按該擴展總線時鐘的節 拍進行數據交換。在一些例子中，該時鐘頻率可以達到55mhz甚至更高。具體地，每個擴展模 塊2具有一前向通信接口以及一后向通信接口，其中，前總線接口向前連接前面的擴展模塊 2或plc，后總線接口向后連接后面的擴展模塊2。在前向通信接口與后向通信接口中設置一 在位信號線，在位信號線上具有默認電平的在位信號，該默認電平為高電平與低電平中之 一種，例如，在一個例子中，該默認電平為高電平。
如圖2所示，則示出了本發明實施例中擴展模塊在第一種情形下終端電阻的連接 示意圖；在該實施例中，每一擴展模塊均具有一前向通信接口以及一后向通信接口，在前向 通信接口設置有第一開關k1，在后向通信接口中設置有第二開關k2，第一開關k1與第二開 關k2并聯，且連接一終端電阻r1至擴展總線；
其中，第一開關k1與第二開關k2均為常閉開關，在第一種情形時，即其前總線接口 與后總線接口均沒有插入線纜的情形下，第一開關k1與第二開關k2處于閉合狀態，該終端 電阻r1至擴展總線相連接。
如圖3所示，則示出了本發明實施例中擴展模塊在第二種情形下終端電阻的連接 示意圖；其示出了擴展模塊的前總線接口與后總線接口均沒有插入線纜的情形，在該第二 種情形下，由于該擴展模塊的前向通信接口插入線纜時，則抵頂第一開關k1并使其斷開，由 于后向通信接口插入線纜時，則抵頂第二開關k2并使其斷開，故在這種情形下，終端電阻r1 與擴展總線斷開了連接。
如圖4所示，則示出了本發明實施例中擴展模塊在第三種情形下終端電阻的連接 示意圖；其示出了擴展模塊的前總線接口插入了線纜，而后總線接口均沒有插入線纜的情 形，在該第三種情形下，由于該擴展模塊的前向通信接口插入線纜（或線纜接頭）時，則抵頂 第一開關k1并使其斷開，而由于后向通信接口沒有插入線纜時，第二開關k2處于閉合狀態， 故在這種情形下，終端電阻r1仍然與擴展總線相互連接。
從上可以看出，當plc與各級擴展模塊進行連接之前各級擴展模塊處于圖2的情 形；當plc與各級擴展模塊進行連接時，則處于前端的擴展模塊處于圖3的情形，由于其前向 總線接口與后向總線接口均插入了線纜，則各擴展模塊中的終端電阻r1與擴展總線斷開了 連接；而最后一級的擴展模塊處于圖4的情形，由于其第二開關k2處于閉合狀態，終端電阻 r1仍然與擴展總線相互連接，即終端電阻自動匹配到了擴展總線上。
相應地，如圖5所示，示出了本發明提供的一種plc擴展總線的終端電阻自動匹配 方法的一個實施例的主流程示意圖。在該實施例中，該plc擴展總線的終端電阻自動匹配方 法，應用于plc以及多個擴展模塊通過擴展總線級連的具有總線拓撲結構的plc控制系統 中，該方法包括如下步驟：
將plc至多個擴展模塊通過線纜順序連接；
在總線拓撲結構中，當本級擴展模塊的前向通信接口與后向通信接口上均被插入 線纜時，則擴展模塊的上第一開關和第二開關均被打開，本級擴展模塊的終端電阻與擴展 總線斷開連接；
在總線拓撲結構中最后一級擴展模塊上，其后向通信接口未被插入線纜，最后一 個擴展模塊的第二開關處于閉合狀態，則最后一級擴展模塊中的終端電阻與擴展總線相連 接，自動匹配至擴展總線上。
更多的細節，可以一并參考圖1到圖4的說明，在此不進行贅述。
實施本發明實施例，具有如下有益效果：
本發明實施例提供的技術方案，通過在通過擴展總線級聯的plc系統的每一擴展 模塊中的前總線接口以及后總線接口中均設置一常閉開關，且該兩個常閉開關并聯后將終 端電阻連接在擴展總線上；當各擴展模塊級聯后，處于中間位置的擴展模塊，由于其前總線 接口以及后總線接口均被插入線纜，使其對應的常閉開關斷開，從而使本級擴展模塊上的 終端電阻與擴展總線斷開連接；而對于最后一個擴展模塊，由于其后總線接口未被插入線 纜，故其對應的常閉開關處于閉合狀態，故可以將終端電阻自動匹配至擴展總線。該方案 中，能夠快速準確地將終端電阻自動匹配至擴展總線上。
以上所揭露的僅為本發明較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利范 圍，因此依本發明權利要求所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的范圍。
下面結合附圖對本發明的實施例進行詳見說明。
如圖1所示，示出了本發明提供的一種plc擴展總線的終端電阻自動匹配系統一個 實施例的結構示意圖。在該實施例中，該plc擴展總線的終端電阻自動匹配系統包括plc1以 及多個擴展模塊2， plc1與多個擴展模塊2之間采用擴展總線進行級連；其中，在一個實施 例中，該擴展總線采用mlvds總線，其屬于總線型拓撲結構半雙工通信，在后文中提及的擴 展總線均以mlvds擴展總線進行說明，當可以理解的是，在其他的實施例中，也可以采用其 他類型的總線。擴展模塊2采用級聯方式，每個擴展模塊均是獨立的個體，也沒有優先順序， 但每個擴展模塊2具備獨立的地址，在一個例子中，plc可以級聯8個擴展模塊。在該總線型 拓撲結構中，plc充當主機角色，擴展模塊充當從機角色，總線接口包括擴展總線時鐘、擴展 總線數據及地址線等。其中擴展總線時鐘由plc主導發出，擴展模塊按該擴展總線時鐘的節 拍進行數據交換。在一些例子中，該時鐘頻率可以達到55mhz甚至更高。具體地，每個擴展模 塊2具有一前向通信接口以及一后向通信接口，其中，前總線接口向前連接前面的擴展模塊 2或plc，后總線接口向后連接后面的擴展模塊2。在前向通信接口與后向通信接口中設置一 在位信號線，在位信號線上具有默認電平的在位信號，該默認電平為高電平與低電平中之 一種，例如，在一個例子中，該默認電平為高電平。
如圖2所示，則示出了本發明實施例中擴展模塊在第一種情形下終端電阻的連接 示意圖；在該實施例中，每一擴展模塊均具有一前向通信接口以及一后向通信接口，在前向 通信接口設置有第一開關k1，在后向通信接口中設置有第二開關k2，第一開關k1與第二開 關k2并聯，且連接一終端電阻r1至擴展總線；
其中，第一開關k1與第二開關k2均為常閉開關，在第一種情形時，即其前總線接口 與后總線接口均沒有插入線纜的情形下，第一開關k1與第二開關k2處于閉合狀態，該終端 電阻r1至擴展總線相連接。
如圖3所示，則示出了本發明實施例中擴展模塊在第二種情形下終端電阻的連接 示意圖；其示出了擴展模塊的前總線接口與后總線接口均沒有插入線纜的情形，在該第二 種情形下，由于該擴展模塊的前向通信接口插入線纜時，則抵頂第一開關k1并使其斷開，由 于后向通信接口插入線纜時，則抵頂第二開關k2并使其斷開，故在這種情形下，終端電阻r1 與擴展總線斷開了連接。
如圖4所示，則示出了本發明實施例中擴展模塊在第三種情形下終端電阻的連接 示意圖；其示出了擴展模塊的前總線接口插入了線纜，而后總線接口均沒有插入線纜的情 形，在該第三種情形下，由于該擴展模塊的前向通信接口插入線纜（或線纜接頭）時，則抵頂 第一開關k1并使其斷開，而由于后向通信接口沒有插入線纜時，第二開關k2處于閉合狀態， 故在這種情形下，終端電阻r1仍然與擴展總線相互連接。
從上可以看出，當plc與各級擴展模塊進行連接之前各級擴展模塊處于圖2的情 形；當plc與各級擴展模塊進行連接時，則處于前端的擴展模塊處于圖3的情形，由于其前向 總線接口與后向總線接口均插入了線纜，則各擴展模塊中的終端電阻r1與擴展總線斷開了 連接；而最后一級的擴展模塊處于圖4的情形，由于其第二開關k2處于閉合狀態，終端電阻 r1仍然與擴展總線相互連接，即終端電阻自動匹配到了擴展總線上。
相應地，如圖5所示，示出了本發明提供的一種plc擴展總線的終端電阻自動匹配 方法的一個實施例的主流程示意圖。在該實施例中，該plc擴展總線的終端電阻自動匹配方 法，應用于plc以及多個擴展模塊通過擴展總線級連的具有總線拓撲結構的plc控制系統 中，該方法包括如下步驟：
將plc至多個擴展模塊通過線纜順序連接；
在總線拓撲結構中，當本級擴展模塊的前向通信接口與后向通信接口上均被插入 線纜時，則擴展模塊的上第一開關和第二開關均被打開，本級擴展模塊的終端電阻與擴展 總線斷開連接；
在總線拓撲結構中最后一級擴展模塊上，其后向通信接口未被插入線纜，最后一 個擴展模塊的第二開關處于閉合狀態，則最后一級擴展模塊中的終端電阻與擴展總線相連 接，自動匹配至擴展總線上。
更多的細節，可以一并參考圖1到圖4的說明，在此不進行贅述。
實施本發明實施例，具有如下有益效果：
本發明實施例提供的技術方案，通過在通過擴展總線級聯的plc系統的每一擴展 模塊中的前總線接口以及后總線接口中均設置一常閉開關，且該兩個常閉開關并聯后將終 端電阻連接在擴展總線上；當各擴展模塊級聯后，處于中間位置的擴展模塊，由于其前總線 接口以及后總線接口均被插入線纜，使其對應的常閉開關斷開，從而使本級擴展模塊上的 終端電阻與擴展總線斷開連接；而對于最后一個擴展模塊，由于其后總線接口未被插入線 纜，故其對應的常閉開關處于閉合狀態，故可以將終端電阻自動匹配至擴展總線。該方案 中，能夠快速準確地將終端電阻自動匹配至擴展總線上。
以上所揭露的僅為本發明較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利范 圍，因此依本發明權利要求所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的范圍。