專利名稱：一類可編程控制器編程通訊口的聯(lián)接功能擴(kuò)展模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及利用可編程控制器PLC的編程通訊接口，實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展和信息交換所適配的功能擴(kuò)展模塊。
第二種可編程控制器編程通訊口的聯(lián)接功能擴(kuò)展模塊，由包括有模擬量回路DC-DC隔離電源15、微處理器與通訊電路用電源20、看門狗及EEROM存儲(chǔ)電路19組成，其特征在于還有模擬量輸入電路12、模擬量輸出電路13、通訊接口電路14、多通道模擬量轉(zhuǎn)換電路16、光電隔離電路17、微處理器電路18，以及操作顯示電路21和按鈕組指示電路22；模擬量輸入電路12、模擬量輸出電路13、多通道模擬量轉(zhuǎn)移電路16及光電隔離電路17，由模擬量回路DC-DC隔離電源15分別供電；看門狗及EEROM電路19、操作顯示電路21、按鈕組指示電路22，由微處理器與通訊電路用電源20分別供電；模擬量輸入電路12、多通道模擬量轉(zhuǎn)換電路16、光電隔離電路17、微處理器電路18、看門狗及EEROM存儲(chǔ)電路19依序連接；模擬量輸出電路13與光電隔離電路17相連接；通訊接口電路14與微處理器電路18相連接；操作顯示電路21、按鈕組指示電路22分別與微處理器電路18相連接。
第三種可編程控制器編程通訊口的聯(lián)接功能擴(kuò)展模塊，由包括有模擬量回路DC-DC隔離電源15、微處理器與通訊電路用電源20，看門狗及EEROM存儲(chǔ)電路19組成，其特征在于還有模擬量輸入電路12、模擬量輸出電路13、通訊接口電路14、多通道模擬量轉(zhuǎn)換電路16、光電隔離電路17、微處理器電路18，以及開關(guān)量輸入輸出電路23；模擬量輸入電路12、模擬量輸出電路13、多通道模擬量轉(zhuǎn)換電路16及光電隔離電路17，由模擬量回路DC-DC隔離電源15分別供電；光電隔離電路17、通訊接口電路14、微處理器電路18、看門狗及EEROM電路19，由微處理器與通訊電路用電源20分別供電；開關(guān)量輸入輸出電路23，由模擬量回路DC-DC隔離電源15和微處理器與通訊電路用電源20聯(lián)合供電；模擬量輸入電路12、多通道模擬量轉(zhuǎn)換電路16、光電隔離電路17、微處理器電路18、看門狗及EEROM存儲(chǔ)電路19依序連接；模擬量輸出電路13與光電隔離電路17相連接；通訊接口電路14與微處理器電路18相連接；開關(guān)量輸入輸出電路23與微處理器電路18相連接。
第四種可編程控制器編程通訊口的聯(lián)接功能擴(kuò)展模塊，由包括有模擬量回路DC-DC隔離電源15、微處理器與通訊電路用電源20，看門狗及EEROM存儲(chǔ)電路19組成，其特征在于還有模擬量輸入電路12、模擬量輸出電路13、通訊接口電路14、多通道模擬量轉(zhuǎn)換電路16、光電隔離電路17、微處理器電路18、操作顯示電路21、按鈕組指示電路22、以及開關(guān)量輸入輸出電路23；模擬量輸入電路12、模擬量輸出電路13、多通道模擬量轉(zhuǎn)換電路16及光電隔離電路17，由模擬量回路DC-DC隔離電源15分別供電；光電隔離電路17、通訊接口電路14、微處理器電路18、看門狗及EEROM電路19，操作顯示電路21，及按鈕指示電路22，由微處理器與通訊電路用電源20分別供電；開關(guān)量輸入輸出電路23，由模擬量回路DC-DC隔離電源15及微處理器與通訊電路用電源20聯(lián)合供電；模擬量輸入電路12、多通道模擬量轉(zhuǎn)換電路16、光電隔離電路17、微處理器電路18、看門狗及EEROM存儲(chǔ)電路19依序連接；模擬量輸出電路13與光電隔離電路17相連接；通訊接口電路14與微處理器電路18相連接；操作顯示電路21及按鈕組指示電路22，分別與微處理器電路18相連接，開關(guān)量輸入輸出電路23與微處理器電路18相連接。
本類模塊的工作原理如下外部供電引入本模塊后，組成由DC-DC轉(zhuǎn)換器相隔離的微處理器與通訊電路用電源20和模擬量回路DC-DC隔離電源15，保證各電路正常工作，并將外部電連接與PLC編程口隔離，確保PLC安全工作減少相互干擾；來自外部設(shè)備的模擬量信號(hào)，通過模擬量輸入電路12中的IC11調(diào)理電路，被調(diào)理成合適的模擬量電壓、電流值，經(jīng)多通道模擬量轉(zhuǎn)換電路16中的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，由三線SP1接口并通過光電隔離電路17，輸入至微處理器電路18中的微處理器IC1內(nèi)，完成串行數(shù)字信號(hào)到微處理器的隔離傳輸、滿足模擬量信號(hào)與數(shù)字電路之間的相互隔離，實(shí)現(xiàn)了模擬量的采集；微處理器IC1將采集的模擬量輸入信號(hào)，轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)PLC編程接口的通訊協(xié)議，傳至通訊接口14，由它聯(lián)接PLC編程通訊口，然后傳入指定PLC的內(nèi)存中；同樣，微處理器電路18中的微處理器IC1，通過該編程口獲取PLC指定內(nèi)存的數(shù)據(jù)，然后經(jīng)光電隔離電路17，傳入模擬量輸出電路13，完成從PLC到外部設(shè)備的信號(hào)輸出。看門狗及EEROM存儲(chǔ)電路19與微處理器電路18連接，用以滿足參數(shù)設(shè)置及其安全可靠的運(yùn)行；操作顯示電路21采用LED數(shù)碼顯示模塊，可顯示模塊的設(shè)置參數(shù)，采集PLC對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)；按鈕組指示電路22完成操作控制及操作的對(duì)應(yīng)狀態(tài)指示，同時(shí)也可顯示設(shè)置的PLC內(nèi)存狀態(tài)；本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于①利用PLC閑置的編程通訊接口，構(gòu)成多種與PLC連接的功能擴(kuò)展模塊，大大的提高了PLC功能資源的利用率，拓寬了可編程控制器的應(yīng)用范圍；②通過電路模塊化設(shè)計(jì)、根據(jù)需要調(diào)整基本電路、更換印刷電路板、更換微處理器內(nèi)部軟件、選取與PLC通訊方式，可以提供出功能品種多樣、連接方式簡(jiǎn)單、使用成本低廉的各種功能擴(kuò)展模塊產(chǎn)品。
例2、一種連接PLC編程口具有模擬量輸入輸出功能的擴(kuò)展模塊。(圖2)由模塊殼體24、裝在該殼體表面框架上的PVC面膜27，更換不同的PVC面膜就可以改變模塊產(chǎn)品型號(hào)、外觀。該P(yáng)VC膜上有模塊工作、通訊指示燈26，7為主電路板，8為輔電路板，25為外部連接端子，它包括各模擬量輸入輸出端子，RS-422、RS-485和RS-23通訊端子，外部電源端子。
其中，主電路板7上安裝模擬量輸入電路12、模擬量輸出電路13，模擬量回路DC-DC隔離電源15，微處理器及通訊電路用電源電路20，多通道模擬量轉(zhuǎn)換電路16。而輔電路板8上安裝光電隔離電路17，微處理器電路18，看門狗及EEROM存儲(chǔ)電路19，通訊接口電路14，指示燈電路21。
在模擬量輸入電路12中的IC11是調(diào)理外部輸入的電壓、電流信號(hào)，使之能與后續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換電路相匹配，IC16、IC18為多通道轉(zhuǎn)換器及IC9、IC10模擬量轉(zhuǎn)換芯片電路16，使1個(gè)轉(zhuǎn)換器就可以采集多達(dá)8個(gè)以上外部模擬量信號(hào)。O6～O12為光電隔離電路17，滿足現(xiàn)場(chǎng)電路與PLC編程接口和模塊的微處理器等電路隔離，確保安全。
IC5、IC6和IC8等構(gòu)成通訊電路14，包括RS-442、RS485及RS-232電路；IC13、IC12A、IC12B構(gòu)成模擬量輸出電路13；IC7、IC14等構(gòu)成模擬量回路隔離電源15；T2、D21、R51、C9等電路構(gòu)成微處理器與通訊電路使用的電源20；IC1、CY等構(gòu)成微處理器電路18，它采用兼容MCS-51或PIC等精簡(jiǎn)指令集系列單片機(jī)，是本實(shí)用新型核心部件，內(nèi)部主要安裝前嵌入是操作系統(tǒng)和通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換軟件；IC4構(gòu)成看門狗及EEROM電路19。
對(duì)于沒有顯示界面的本模塊，IC3、LED～LED19、X7就不必安裝了。
例3、一種連接PLC編程口具有模擬量輸入輸出功能及開關(guān)量輸入輸出功能的擴(kuò)展模塊。(圖4)除增加有開關(guān)量電路，本模塊與例2基本相同。其中主電路板7上安裝有模擬量輸入電路12、模擬量輸出電路13，模擬量回路DC-DC隔離電源15，微處理器及通訊電路用電源電路20，多通道模擬量轉(zhuǎn)換電路16。而輔電路板8上安裝開關(guān)量輸入輸出電路23，光電隔離電路17，微處理器電路18，看門狗及EEROM存儲(chǔ)電路19，通訊接口電路14，指示燈電路21。開關(guān)量輸入輸出電路23滿足外部開關(guān)量輸入和輸出接口要求。
例4、一種連接PLC編程口具有模擬量輸入輸出功能，開關(guān)量輸入輸出功能的操作顯示表。(圖5)除增加有開關(guān)量電路，本表與例1基本相同。其中主電路板7上安裝有模擬量輸入電路12、模擬量輸出電路13，通訊接口電路14，模擬量回路DC-DC隔離電源15，多通道模擬量轉(zhuǎn)換電路16，光電隔離電路17，微處理器電路18，看門狗及EEROM存儲(chǔ)電路19，微處理器及通訊電路用電源電路20，以及與微處理器電路18連接的開關(guān)量輸入輸出電路23。而輔電路板8上安裝指示燈電路21和按鈕指示電路22。開關(guān)量輸入輸出電路23滿足外部開關(guān)量輸入和輸出接口要求。
權(quán)利要求1.一種可編程控制器編程通訊口的聯(lián)接功能擴(kuò)展模塊，由包括有模擬量回路DC-DC隔離電源(15)、微處理器與通訊電路用電源(20)、看門狗及EEROM存儲(chǔ)電路(19)組成，其特征在于還有模擬量輸入電路(12)、模擬量輸出電路(13)、通訊接口電路(14)、多通道模擬量轉(zhuǎn)換電路(16)、光電隔離電路(17)以及微處理器電路(18)；模擬量輸入電路(12)、模擬量輸出電路(13)、多通道模擬量轉(zhuǎn)換電路(16)及光電隔離電路(17)，由模擬量回路DC-DC隔離電源(15)分別供電；光電隔離電路(17)、通訊接口電路(14)、微處理器電路(18)、看門狗及EEROM電路(19)，由微處理與通訊電路用電源(20)分別供電；模擬量輸入電路(12)、多通道模擬量轉(zhuǎn)換電路(16)、光電隔離電路(17)、微處理器電路(18)、看門狗及EEROM存儲(chǔ)電路(19)依序連接；模擬量輸出電路(13)與光電隔離電路(17)相連接；通訊接口電路(14)與微處理器電路(18)相連接。
2.一種可編程控制器編程通訊口的聯(lián)接功能擴(kuò)展模塊，由包括有模擬量回路DC-DC隔離電源(15)、微處理器與通訊電路用電源(20)、看門狗及EEROM存儲(chǔ)電路(19)組成，其特征在于還有模擬量輸入電路(12)、模擬量輸出電路(13)、通訊接口電路(14)、多通道模擬量轉(zhuǎn)換電路(16)、光電隔離電路(17)、微處理器電路(18)，以及操作顯示電路(21)和按鈕組指示電路(22)；模擬量輸入電路(12)、模擬量輸出電路(13)、多通道模擬量轉(zhuǎn)移電路(16)及光電隔離電路(17)，由模擬量回路DC-DC隔離電源(15)分別供電；看門狗及EEROM電路(19)、操作顯示電路(21)、按鈕組指示電路(22)，由微處理器與通訊電路用電源(20)分別供電；模擬量輸入電路(12)、多通道模擬量轉(zhuǎn)換電路(16)、光電隔離電路(17)、微處理器電路(18)、看門狗及EEROM存儲(chǔ)電路(19)依序連接；模擬量輸出電路(13)與光電隔離電路(17)相連接；通訊接口電路(14)與微處理器電路(18)相連接；操作顯示電路(21)和按鈕組指示電路(22)分別與微處理器電路(18)相連接。
3.一種可編程控制器編程通訊口的聯(lián)接功能擴(kuò)展模塊，由包括有模擬量回路DC-DC隔離電源(15)、微處理器與通訊電路用電源(20)，看門狗及EEROM存儲(chǔ)電路(19)組成，其特征在于還有模擬量輸入電路(12)、模擬量輸出電路(13)、通訊接口電路(14)、多通道模擬量轉(zhuǎn)換電路(16)、光電隔離電路(17)、微處理器電路(18)，以及開關(guān)量輸入輸出電路(23)；模擬量輸入電路(12)、模擬量輸出電路(13)、多通道模擬量轉(zhuǎn)換電路(16)及光電隔離電路(17)，由模擬量回路DC-DC隔離電源(15)分別供電；光電隔離電路(17)、通訊接口電路(14)、微處理器電路(18)、看門狗及EEROM電路(19)，由微處理器與通訊電路用電源(20)分別供電；開關(guān)量輸入輸出電路(23)，由模擬量回路DC-DC隔離電源(15)和微處理器與通訊電路用電源(20)聯(lián)合供電；模擬量輸入電路(12)、多通道模擬量轉(zhuǎn)換電路(16)、光電隔離電路(17)、微處理器電路(18)、看門狗及EEROM存儲(chǔ)電路(19)依序連接；模擬量輸出電路(13)與光電隔離電路(17)相連接；通訊接口電路(14)與微處理器電路(18)相連接；開關(guān)量輸入輸出電路(23)與微處理器電路(18)相連接。
4.一種可編程控制器編程通訊口的聯(lián)接功能擴(kuò)展模塊，由包括有模擬量回路DC-DC隔離電源(15)、微處理器與通訊電路用電源(20)，看門狗及EEROM存儲(chǔ)電路(19)組成，其特征在于還有模擬量輸入電路(12)、模擬量輸出電路(13)、通訊接口電路(14)、多通道模擬量轉(zhuǎn)換電路(16)、光電隔離電路(17)、微處理器電路(18)、操作顯示電路(21)、按鈕組指示電路(22)、以及開關(guān)量輸入輸出電路(23)；模擬量輸入電路(12)、模擬量輸出電路(13)、多通道模擬量轉(zhuǎn)換電路(16)及光電隔離電路(17)，由模擬量回路DC-DC隔離電源(15)分別供電；光電隔離電路(17)、通訊接口電路(14)、微處理器電路(18)、看門狗及EEROM電路(19)、操作顯示電路(21)、及按鈕指示電路(22)，由微處理器與通訊電路用電源(20)分別供電；開關(guān)量輸入輸出電路(23)，由模擬量回路DC-DC隔離電源(15)及微處理器與通訊電路用電源(20)聯(lián)合供電；模擬量輸入電路(12)、多通道模擬量轉(zhuǎn)換電路(16)、光電隔離電路(17)、微處理器電路(18)、看門狗及EEROM存儲(chǔ)電路(19)依序連接；模擬量輸出電路(13)與光電隔離電路(17)相連接；通訊接口電路(14)與微處理器電路(18)相連接；操作顯示電路(21)及按鈕組指示電路(22)，分別與微處理器電路(18)相連接，開關(guān)量輸入輸出電路(23)與微處理器電路(18)相連接。
專利摘要現(xiàn)有的PLC操作顯示模式單一、價(jià)格昂貴、其完善的通訊功能通過編程口未得到充分?jǐn)U展。本設(shè)計(jì)提供一種與PLC編程口相配接充分發(fā)揮PLC內(nèi)在功能的四種擴(kuò)展模塊。第一種特征是有依序連接的模擬量輸入電路、多通道模擬量轉(zhuǎn)換電路、光電隔離電路、微處理器電路、看門狗及EEROM存貯電路，且模擬量輸出電路與光電隔離電路連接，通訊接口電路與微處理器電路連接；第二種增加有與微處理器電路連接的操作顯示電路及按鈕組指示電路；第三種則增加有與微處理器電路連接的開關(guān)量輸入輸出電路；第四種在第二種基礎(chǔ)上增加有與微處理器電路連接的開關(guān)量輸入輸出電路。本類模塊具有功能品種多樣、連接方式簡(jiǎn)單，使用成本低廉，擴(kuò)展PLC應(yīng)用范圍廣等突出優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G05B19/05GK2575729SQ0227667
公開日2003年9月24日 申請(qǐng)日期2002年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月29日
發(fā)明者劉星 申請(qǐng)人:劉星