專利名稱：集成化智能型多通訊端口的組合繼電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種集成化智能型多通訊端口的組合繼電器，屬于程序控制技術(shù)領(lǐng)域。
隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，微機(jī)技術(shù)被用在可編程序控制器中，使其產(chǎn)品不僅具有邏輯控制功能，而且還增加運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳輸?shù)裙δ?，使其使用領(lǐng)域擴(kuò)展到冶金、化工、機(jī)械、汽車、輕工等行業(yè)。
現(xiàn)有的可編程控器、組合式繼電器正朝著多品種的方向發(fā)展?，F(xiàn)有的技術(shù)中，比較好的產(chǎn)品如西門子公司的程控器產(chǎn)品，包括中央控制單元CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出部件、編程器和簡單的AS-I通訊接口，而一般型的產(chǎn)品沒有通訊卡、時(shí)鐘。此種產(chǎn)品存在的主要問題是通訊比較簡單，沒有時(shí)鐘、集成度不高，而且體積比較大，不便于安裝。
本實(shí)用新型的解決方案是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，增加一種通訊卡集成，以模塊化的形式集成在一個(gè)體積為71mm×90mm×49m且符合GB14048.9-1998的小型塑殼內(nèi)，用戶可實(shí)現(xiàn)本體編程控制，克服以往DCS系統(tǒng)的缺點(diǎn)。
通訊卡可以有多種品種其基本形式是控制器的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)交換接口經(jīng)光電隔離輸入到協(xié)議處理器，協(xié)議處理器把處理好的數(shù)據(jù)經(jīng)光電隔離輸出到總線上，而總線上的數(shù)據(jù)則通過總線接口經(jīng)光電隔離輸入到協(xié)議處理器，協(xié)議處理器把處理好的數(shù)據(jù)經(jīng)光電隔離輸入到控制器里進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，而且所有的輸入輸出數(shù)據(jù)經(jīng)過DC-DC變換器與電源完全隔離，保證控制器和協(xié)議處理器安全可靠。
本實(shí)用新型的效果與國內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)相比，除基本功能外，該實(shí)用新型產(chǎn)品內(nèi)部集成的功能塊個(gè)數(shù)可達(dá)51個(gè)，帶AS-I、Device-Net和Modbus總線技術(shù)的通訊卡，具有廣闊的推廣前景。
圖2中，(9)為協(xié)議處理器，(11)、(13)為光電偶合器，(10)為DC-DC變換器，(12)為總線接口，(14)為數(shù)據(jù)交換接口，(15)為電源。
直接實(shí)施方式參照

圖1，它是本實(shí)用新型的總體線路圖，他們之間的關(guān)系是信號(hào)采集模塊采集到的信號(hào)經(jīng)光電隔離(7)輸入到中央處理單元(1)，中央處理單元(1)、液晶顯示模塊(5)和編制程序的鍵盤(4)主要完成用戶程序的編制和系統(tǒng)參數(shù)的修改，液晶顯示模塊(5)是系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、時(shí)間、輸入輸出狀態(tài)的顯示及用戶編制的程序和系統(tǒng)參數(shù)的顯示，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、時(shí)間、輸入輸出狀態(tài)等數(shù)據(jù)可以通過通訊卡與總線交換數(shù)據(jù)，上位機(jī)可以通過通訊卡控制輸出狀態(tài)和修改系統(tǒng)參數(shù)。程序存儲(chǔ)卡(6)保護(hù)用戶程序的保護(hù)裝置，編制好程序后，就永遠(yuǎn)保存，除用戶用刪除命令予以刪除；另一方面，在計(jì)算機(jī)里編制好程序后把此卡插入到本產(chǎn)品里，就按用戶的程序運(yùn)行。電源模塊(8)負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的電源并與外界完全電性隔離，保證了系統(tǒng)本身不受外界干擾。
參照?qǐng)D2，它是本實(shí)用新型的線路框圖中的通訊卡(2)的線路框圖，他們之間的關(guān)系是控制器的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)交換接口(14)經(jīng)光電隔離(13)輸入到協(xié)議處理器(9)，協(xié)議處理器(9)把處理好的數(shù)據(jù)經(jīng)光電隔離(11)輸出到總線接口(12)上，而總線上的數(shù)據(jù)則通過總線接口(12)經(jīng)光電隔離(11)輸入到協(xié)議處理器(9)，協(xié)議處理器(9)把處理好的數(shù)據(jù)經(jīng)光電隔離(13)輸入到數(shù)據(jù)交換接口(14)與控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，而且所有的輸入輸出數(shù)據(jù)經(jīng)過DC-DC變換器(10)與電源完全隔離，保證控制器和協(xié)議處理器安全可靠。
參照?qǐng)D3，是本實(shí)用新型的一種通訊卡Device-Net線路原理圖，由于Device-Net是基于CAN基礎(chǔ)上的，因此采用支持CAN2.0B通訊協(xié)議的U4(SJA1000)和U5(89C52)作為此卡的協(xié)議處理器，總線接口采用U3(PCA82C520)作為總線接口，PCA82C520是PHILIPS公司的用于CAN控制器和物理總線間的接口，通訊介質(zhì)與RS485相同，阻抗為120Ω的雙絞線，采用差動(dòng)發(fā)送和接收的信號(hào)傳輸方式。它與ISO11898標(biāo)準(zhǔn)兼容，有三種不同的工作方式即高速、斜率控制和待機(jī)，可根據(jù)實(shí)際情況選擇。為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的抗干擾能力，使控制器完全與外界隔離，因此在控制器SJA1000和收發(fā)器PCA82C250之間增加了由高速隔離器件U1、U2(6N137)構(gòu)成的隔離電路，電源采用DC-DC變換器。硬件電路中使用PCA82C250是為了增大通信距離，提高系統(tǒng)的瞬間抗干擾能力，保護(hù)總線，降低射頻干擾(RFI)，實(shí)現(xiàn)熱防護(hù)等。
參照?qǐng)D4，是本實(shí)用新型的一種通訊卡Modbus線路原理圖，主要由U1(RS485)作為總線接口負(fù)責(zé)與總線上的數(shù)據(jù)交換和協(xié)議處理，U2、U3、U4為光電隔離(6N137)使此卡與外界隔離，U5為DC-DC電源變換器。
參照?qǐng)D5，是本實(shí)用新型的一種通訊卡AS-I線路原理圖，主要由U1(A2SI)作為總線接口負(fù)責(zé)與AS-I總線上的數(shù)據(jù)交換，U2作為協(xié)議處理單元并負(fù)責(zé)與U1(A2SI)和控制器交換數(shù)據(jù)，U3、U4為光電隔離(PC817)使此卡與外界隔離，此卡的另一特點(diǎn)是本身的電源從總線上獲取，但是與總線隔離。以上圖3的實(shí)例是較佳的實(shí)施例。
權(quán)利要求1.一種集成化智能型多通訊端口的組合繼電器，主要包括中央處理單元CPU、存儲(chǔ)器、輸入、輸出部件、編程器，其特征在于它還設(shè)置有液晶顯示器和通訊卡，上述各部件制成各種功能模塊，它們之間的連接關(guān)系是以中央處理單元為中心進(jìn)行連接；信號(hào)采集模塊與中央處理單元連接，中央處理單元分別與通訊卡、液晶顯示模塊、程序存儲(chǔ)卡、輸出模塊連接，通訊卡與中央處理單元之間進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合繼電器，其特征在于它的通訊卡主要包括數(shù)據(jù)交換接口、協(xié)議處理器、DC-DC變換、總線接口和光電隔離；它們之間的連接關(guān)系是以協(xié)議處理器為中心，數(shù)據(jù)交換接口通過光電隔離與協(xié)議處理器連接，總線接口通過光電隔離器連接，上述連接是雙向數(shù)據(jù)交換，DC-DC變換與處理器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合繼電器，其特征在于它的通訊卡是一種DEVICE-NET通訊卡，包括由U4、U5構(gòu)成的協(xié)議處理器、U3總線收發(fā)器、U1、U2光電隔音器構(gòu)成；其接配關(guān)系是U1接到協(xié)議處理器，U2接總線接口，總線接口接協(xié)議處理器，經(jīng)數(shù)據(jù)交換器與控制器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合繼電器，其特征在于它的通訊卡是一種MODBUS通訊卡，包括由U(RS485)總線接口、U2～U4(6N137)和DC-DC變換器構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合繼電器，其特征在于它的通訊卡是一種AS-I通訊卡，包括由U1(A2SI)總線接口、U2(9DSL313)、U3、U4光電隔音(PC817)構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種集成化、智能型、多通訊端口的組合繼電器，它具有編程功能齊全、帶液晶顯示、可編制程序的鍵盤、程序保密存儲(chǔ)卡及帶國際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線技術(shù)的通訊卡和掉電保護(hù)等特點(diǎn)，它可以直接編程、計(jì)算機(jī)編程和手持編程器編程；在其內(nèi)部集成一種符合國際標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口模塊可以非常方便的更換各種通訊協(xié)議通訊卡，根據(jù)控制系統(tǒng)的要求選用各種通訊規(guī)范的通訊卡插入到標(biāo)準(zhǔn)的插卡里就可以掛接到系統(tǒng)里，方便的進(jìn)行系統(tǒng)控制。程序保密存儲(chǔ)卡保護(hù)用戶程序的保護(hù)裝置，編制好程序后，就永遠(yuǎn)保存，除用戶用刪除命令予以刪除；另一方面，在計(jì)算機(jī)里編制好程序后把此卡插入到本產(chǎn)品里，就按用戶的程序運(yùn)行。
文檔編號(hào)G05B19/00GK2525567SQ0127715
公開日2002年12月11日 申請(qǐng)日期2001年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月28日
發(fā)明者劉虎民, 胡景泰 申請(qǐng)人:上海電器科學(xué)研究所