專利名稱：一種通用微機(jī)工控端口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種工業(yè)控制端口 ，尤其是一種通用微機(jī)工控端口 。
背景技術(shù)：
目前工業(yè)自動(dòng)控制中對(duì)變頻器，伺服電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)等設(shè)備的控制，主要采用一些PLC，觸摸屏或有關(guān)模塊，如西門子、三菱、歐姆龍等產(chǎn)品。各設(shè)備之間的控制設(shè)備、接口有所不同，無(wú)法通用，同時(shí)有缺少特殊功能的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種通用微機(jī)工控端口，擴(kuò)展了微機(jī)的使用范圍，能廣泛使用于工業(yè)控制。 按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所述通用微機(jī)工控端口包括FPGA集成電路，所述FPGA集成電路的輸出引腳分別連接數(shù)字量輸出接口 、模擬量輸出接口 ；FPGA集成電路的輸入引腳分別連接數(shù)字量輸入接口 、模擬量輸入接口 ；FPGA集成電路還連接有RS232接口和RS485接口 ；所述FPGA集成電路擁有與微機(jī)主板匹配的接口和接地端。[0005] 所述FPGA集成電路與微機(jī)主板匹配的接口包括串行口 、 USB接口 、并行接口 、 VGA顯示接口 、網(wǎng)卡接口中的一種或幾種。 所述FPGA集成電路內(nèi)部集成有或連接有差分輸入接口 、差分輸出接口 、高速計(jì)數(shù)接口 、高速脈沖發(fā)生器接口或光電編碼器專用鑒相接口 。[0007] 所述FPGA集成電路內(nèi)部集成有或連接有以太網(wǎng)接口 。 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是與微機(jī)主板連接后使微機(jī)具有通用微機(jī)和工控微機(jī)雙重功能；而且既可以和微機(jī)配合使用，也可單獨(dú)使用。

圖1是本實(shí)用新型電路框圖及與微機(jī)連接圖。[0010] 圖2是本實(shí)用新型的功能示意圖。[0011] 圖3是本實(shí)用新型控制伺服電機(jī)的連接圖。[0012] 圖4是伺服電機(jī)運(yùn)行及控制流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。 如圖1所示本實(shí)用新型包括一塊FPGA集成電路，F(xiàn)PGA集成電路的輸出引腳分別連接數(shù)字量輸出接口 (型號(hào)P621)、模擬量輸出接口 (型號(hào)TLC5620) ;FPGA集成電路的輸入引腳分別連接數(shù)字量輸入接口 (型號(hào)P621)、模擬量輸入接口 (型號(hào)TLC549);所述FPGA集成電路內(nèi)部集成有(沒有集成可以外接)光電編碼器1/4脈沖檢測(cè)及鑒相接口、差分輸入接口、差分輸出接口、高速計(jì)數(shù)接口、高速脈沖發(fā)生器接口 ；FPGA集成電路還連接有RS232接口 (型號(hào)MAX232)和RS485接口 (型號(hào)MAX485);所述FPGA集成電路擁有與微機(jī)主板匹配的接口和接地端。根據(jù)其形態(tài)和作用可稱為萬(wàn)能工控卡。 本實(shí)用新型可以安裝在通用的微機(jī)主機(jī)箱內(nèi)，與微機(jī)主板相關(guān)端口連接，其擴(kuò)展
出來(lái)的接口留在機(jī)箱外殼上，便可將原有微機(jī)的功能與工控機(jī)的功能相互支持，擴(kuò)展了
微機(jī)的使用范圍，能在工業(yè)控制方面廣泛使用。安裝了本實(shí)用新型的微機(jī)則具有通用微機(jī)
和工控微機(jī)雙重功能。如圖2所示，通過(guò)本實(shí)用新型的各種接口，可以連接變頻器、伺服電
機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、編碼器、溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、各種PLC等。 本實(shí)用新型采用了 FPGA開發(fā)板作為工控界面電路的核心部分，外設(shè)高速數(shù)字
量輸入輸出口，模擬量輸入輸出口和RS232, RS485兩個(gè)通訊口 ，同時(shí)可根據(jù)需要加以擴(kuò)展。
FPGA作為工控界面電路核心部分，能夠編制出各種邏輯電路器件組成出脈沖發(fā)生器，各種
計(jì)數(shù)器，光電編碼器接口，差分輸入輸出接口， RS485通訊口等。由于這些元件都是在FPGA
內(nèi)部的硬件組合，因此具有很強(qiáng)的抗干擾性能，同時(shí)具有輸入防抖及程序加密的性能。FPGA
集成塊的引腳由用戶自己定義。編程語(yǔ)言采用計(jì)算機(jī)通用語(yǔ)言，如C語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言等。 本實(shí)用新型也可以單獨(dú)直接用于變頻器，伺服控制器，步進(jìn)電機(jī)等設(shè)備控制，因此
在工業(yè)自動(dòng)控制中可以代替目前市場(chǎng)上的一些PLC，觸摸屏和有關(guān)模塊，如西門子、三菱、歐
姆龍等產(chǎn)品。 端口說(shuō)明 1.輸入點(diǎn)采用DC24V作為輸入回路電源，輸入采用光電隔離。每個(gè)模塊8個(gè)輸入，點(diǎn)數(shù)可以擴(kuò)展。 2.輸出點(diǎn)采用DC24V作為輸出回路供電，采用光電隔離，輸出采用大電流達(dá)林頓管控制，每個(gè)模塊8個(gè)輸出，點(diǎn)數(shù)可以擴(kuò)展。 3.模擬量輸入4路模擬量0 10V電壓輸入，精度為12位，點(diǎn)數(shù)可以擴(kuò)展。[0022] 4.模擬量輸出4路模擬量0 10V電壓輸出，精度為12位，點(diǎn)數(shù)可以擴(kuò)展。[0023] 5.通訊端口 一個(gè)RS232 口 ， 一個(gè)RS485 口。 6.差分輸入輸出接口 ；用于長(zhǎng)距離，高頻率的脈沖收發(fā)(如遠(yuǎn)距離伺服控制)。[0025] 7.高速計(jì)數(shù)接口 與常規(guī)高速計(jì)數(shù)器功能相同。 8.高速脈沖發(fā)生器接口 用于占空比可調(diào)高速脈沖發(fā)生，最高脈沖頻率可達(dá)10MHz。 如圖3所示，在微機(jī)內(nèi)插入萬(wàn)能工控卡與主板串行口或USB接口相連接，然后可以用微機(jī)直接控制伺服控制器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，編碼器將伺服電機(jī)的狀態(tài)信息反饋給萬(wàn)能工控卡，實(shí)現(xiàn)速度控制和位置控制等。 如圖4所示，其中運(yùn)算為流程圖的核心。算法如下，若晶振頻率為50MHz，如果要獲得lOKHz的脈沖輸出，則設(shè)定值為50腿z/10KHz = 5000即可，這樣的高速輸出對(duì)于通用微機(jī)來(lái)說(shuō)輕而易舉。
權(quán)利要求一種通用微機(jī)工控端口，包括FPGA集成電路，其特征是所述FPGA集成電路的輸出引腳分別連接數(shù)字量輸出接口、模擬量輸出接口；FPGA集成電路的輸入引腳分別連接數(shù)字量輸入接口、模擬量輸入接口；FPGA集成電路還連接有RS232接口和RS485接口；所述FPGA集成電路擁有與微機(jī)主板匹配的接口和接地端。
2. 如權(quán)利要求1所述的通用微機(jī)工控端口，其特征是所述FPGA集成電路與微機(jī)主板匹 配的接口包括串行口 、 USB接口 、并行接口 、 VGA顯示接口 、網(wǎng)卡接口中的一種或幾種。
3. 如權(quán)利要求1所述的通用微機(jī)工控端口 ，其特征是所述FPGA集成電路內(nèi)部集成有或 連接有差分輸入接口 、差分輸出接口 。
4. 如權(quán)利要求1所述的通用微機(jī)工控端口 ，其特征是所述FPGA集成電路內(nèi)部集成有或 連接有高速計(jì)數(shù)接口。
5. 如權(quán)利要求1所述的通用微機(jī)工控端口 ，其特征是所述FPGA集成電路內(nèi)部集成有或 連接有高速脈沖發(fā)生器接口 。
6. 如權(quán)利要求1所述的通用微機(jī)工控端口 ，其特征是所述FPGA集成電路內(nèi)部集成有或 連接有光電編碼器專用鑒相接口。
7. 如權(quán)利要求1所述的通用微機(jī)工控端口 ，其特征是所述FPGA集成電路內(nèi)部集成有或 連接有以太網(wǎng)接口。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種通用微機(jī)工控端口，其包括FPGA集成電路，所述FPGA集成電路的輸出引腳分別連接數(shù)字量輸出接口、模擬量輸出接口；FPGA集成電路的輸入引腳分別連接數(shù)字量輸入接口、模擬量輸入接口；FPGA集成電路還連接有RS232接口和RS485接口；所述FPGA集成電路擁有與微機(jī)主板匹配的接口和接地端。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是與微機(jī)主板連接后使微機(jī)具有通用微機(jī)和工控微機(jī)雙重功能；而且既可以和微機(jī)配合使用，也可單獨(dú)使用。
文檔編號(hào)G05B19/05GK201508480SQ200920048288
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月3日
發(fā)明者范家偉 申請(qǐng)人:范家偉