專利名稱：一種小型plc控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種小型PLC控制器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及PLC控制器領(lǐng)域，尤其涉及到一種小型PLC控制器。
背景技術(shù)：
[0002]PLC控制器可以分為通用PLC控制器、專用PLC控制器、小型PLC控制器和大、中型 PLC控制器。其中，通用型PLC控制器主要由主機和擴展模塊組成，主機由CPU和存儲器組 成；擴展模塊的種類很多主要有“電源模塊”、“數(shù)字量I/O模塊”、“模擬量I/O模塊”、“通 信模塊”、“計數(shù)器模塊”等，用戶可根據(jù)需求選購不同的模塊構(gòu)成PLC控制系統(tǒng)。通用型PLC 控制器最大優(yōu)點是配置靈活、能最大滿足應(yīng)用系統(tǒng)需求；缺點是由于各模塊控制點數(shù)較實 際應(yīng)用點數(shù)多，相對成本較高。[0003]專用型PLC控制器根據(jù)客戶需要將主機和擴展模塊集合在一起，提供給用戶的是 一體化整機，包括“嵌入式處理器”、“程序和數(shù)據(jù)存儲器”、“電源”、“定量數(shù)字量I/o接口” 、“定量模擬量I/o接口”、“通信接口”和“其他特殊接口”。專用型PLC控制器最大優(yōu)點是 根據(jù)用戶需求定制，功能多、相對價格較低，即性價比高；缺點是不能滿足所有用戶的需要。[0004]小型PLC控制器采用單CPU方式，運算及執(zhí)行能力有限，可滿足大多數(shù)應(yīng)用系統(tǒng)。[0005]大、中型PLC控制器采用多CPU方式，運算及執(zhí)行能力強。例如采用雙CPU構(gòu)成冗 余系統(tǒng)或采用三CPU構(gòu)成表決式系統(tǒng)，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。[0006]美國通用、德囯西門子、法國施耐德、日本歐姆龍等公司的通用小型PLC控制器在 我國應(yīng)用廣泛，占有我國PLC供應(yīng)量的九成，但是其價格高，專用性低。通用小型PLC控制 器在我囯已廣泛應(yīng)用，但由于其價格相對較高，應(yīng)用系統(tǒng)的成本競爭力需要適合產(chǎn)品需求 且性價比較高的專用小型PLC控制器。實用新型內(nèi)容[0007]針對現(xiàn)有的PLC控制器的不足，本實用新型提供一種小型PLC控制器，具有集成度 高、系統(tǒng)穩(wěn)定、適于用戶調(diào)試、性價比高等特點。本實用新型所采取的技術(shù)方案為一種小型 PLC控制器，包括CAN總線、控制器和數(shù)顯表，其中，控制器和數(shù)顯表與CAN總線相連接；控 制器與控制設(shè)備相連接。控制器包括控制器MCU、數(shù)字量輸入接口、模擬量輸入接口、數(shù)字量 輸出接口、模擬量輸出接口、工作狀態(tài)顯示接口、通信接口、數(shù)據(jù)存儲電路、電源電路，且數(shù) 字量輸入接口、模擬量輸入接口、數(shù)字量輸出接口、模擬量輸出接口、工作狀態(tài)顯示接口、通 信接口、數(shù)據(jù)存儲電路、電源電路與控制器MCU相連接；數(shù)顯表包括數(shù)顯表MCU、顯示接口、 鍵盤接口、通信接口，且顯示接口、鍵盤接口、通信接口與數(shù)顯表MCU相連接。[0008]本實用新型所述的一種小型PLC控制器，還可以將CAN總線采用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)CAN 接口并用頭引出。[0009]本實用新型所述的一種小型PLC控制器，還可以將控制器MCU選用STM32F107嵌 入式芯片；所述的數(shù)字量輸入接口的16路輸入信號經(jīng)光電隔離后送緩沖器，16路輸入信號 經(jīng)2片8位緩沖器接入控制器MCU ；[0010]所述的數(shù)字量輸出接口的16路輸出信號通過OC門輸出或繼電器觸點輸出；[0011 ] 所述的模擬量輸入接口為3路4-20 mA的模擬量輸入電路；[0012]所述的模擬量輸出接口為3路Γ20πιΑ的模擬量輸出電路；[0013]所述的工作狀態(tài)顯示接口的電路由低功耗LED管組成并由MCU直接驅(qū)動；[0014]所述的數(shù)據(jù)存儲電路采用串行4KB鐵電存儲器芯片；[0015] 所述的通信接口包括RS485和RS232電路，采用標(biāo)準(zhǔn)的RS485和RS232接口并用 DB9插件引出；[0016]所述的電源電路采用24V的開關(guān)電源。[0017]本實用新型所述的一種小型PLC控制器，還可以將所述的數(shù)顯表MCU芯片選用 STM32F103嵌入型芯片；[0018]所述的顯示接口包括七段數(shù)碼管顯示電路和狀態(tài)顯示電路，七段數(shù)碼管顯示電路具有6個七段LED數(shù)碼管顯示，采用動態(tài)掃描方式，狀態(tài)顯示電路的6個狀態(tài)指示燈采用I/ O 口經(jīng)緩沖器直接驅(qū)動。[0019]本實用新型的有益效果為針對通用型PLC不同功能采用不同模塊的方式，將用戶所需功能集成在一起；具有集成度高、應(yīng)用系統(tǒng)穩(wěn)定的特點，方便用戶安裝調(diào)試；相對于通用型PLC控制器較多的冗余端口，本實用新型可減小冗余提高應(yīng)用系統(tǒng)的性價比，為用戶降低成本；可根據(jù)用戶需求選擇不同功能模塊組合成實用系統(tǒng)，除多模塊集成外還可根據(jù)用戶需求進行特別定制。


[0020]圖1為本實用新型的系統(tǒng)框圖；[0021]圖2為本實用新型控制器硬件框圖；[0022]圖3為本實用新型數(shù)顯表硬件框圖；[0023]圖4為本實用新型控制器MCU電路設(shè)計圖；[0024]圖5為本實用新型控制器的實時時鐘電路設(shè)計圖；[0025]圖6為本實用新型控制器的數(shù)據(jù)存儲電路設(shè)計圖；[0026]圖7為本實用新型控CAN電路設(shè)計圖；[0027]圖8、圖9為本實用新型控制器的通信接口的RS485電路設(shè)計圖；[0028]圖10為本實用新型控制器的通信接口的RS232電路設(shè)計圖；[0029]圖11、圖12為本實用新型控制器的電源電路設(shè)計圖；[0030]圖13為本實用新型數(shù)顯表MCU電路設(shè)計圖；[0031]圖14為本實用新型的顯示接口的狀態(tài)顯示電路設(shè)計圖；[0032]圖15為本實用新型的鍵盤接口的按鍵電路設(shè)計圖。
具體實施方式
[0033]
以下結(jié)合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。[0034]一種小型PLC控制器，包括CAN總線、控制器和數(shù)顯表，如圖1所示，其中，控制器和數(shù)顯表與CAN總線相連接；控制器與控制設(shè)備相連接。CAN總線最好采用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)CAN 接口并用端頭引出，如圖7所示。[0035]如圖2所示，控制器包括控制器MCU、數(shù)字量輸入接口、模擬量輸入接口、數(shù)字量輸出接口、模擬量輸出接口、工作狀態(tài)顯示接口、通信接口、數(shù)據(jù)存儲電路、電源電路，且數(shù)字量輸入接口、模擬量輸入接口、數(shù)字量輸出接口、模擬量輸出接口、工作狀態(tài)顯示接口、通信接口、數(shù)據(jù)存儲電路、電源電路與控制器MCU相連接。[0036]如圖3所示，數(shù)顯表包括數(shù)顯表MCU、顯示接口、鍵盤接口、通信接口，且顯示接口、 鍵盤接口、通信接口與數(shù)顯表MCU相連接。[0037]對于本實用新型最好將控制器MCU選用STM32F107嵌入式芯片，如圖4所示；數(shù)字量輸入接口的16路輸入信號可經(jīng)光電隔離后送緩沖器，16路輸入信號可經(jīng)2片8位緩沖器接入控制器MCU ;數(shù)字輸出接口的16路輸出信號可通過OC門輸出或繼電器觸點輸出；模擬量輸入接口可為3路4-20 mA的模擬量輸入電路；模擬量輸出接口可為3路Γ20πιΑ的模擬量輸出電路；工作狀態(tài)顯示接口的電路可由低功耗LED管組成并由MCU直接驅(qū)動。圖5為本實用新型控制器的實時時鐘電路設(shè)計圖，實時時鐘電路由專用芯片實現(xiàn)，并有后備電源長期供電；數(shù)據(jù)存儲電路可采用串行4ΚΒ鐵電存儲器芯片，如圖6所示；通信接口包括RS485 和RS232電路，可采用標(biāo)準(zhǔn)的RS485和RS232接口并用DB9插件引出，如圖8、9和10所示； 電源電路可采用24V的開關(guān)電源，產(chǎn)生5V和3. 3V工作電壓，如圖11和12所示。[0038]本實用新型還可將數(shù)顯表MCU芯片選用STM32F103嵌入型芯片，如圖13所示；顯示接口包括七段數(shù)碼管顯示電路和狀態(tài)顯示電路，七段數(shù)碼管顯示電路具有6個七段LED 數(shù)碼管顯示，采用動態(tài)掃描方式；狀態(tài)顯示電路的6個狀態(tài)指示燈采用I/O 口經(jīng)緩沖器直接驅(qū)動，如圖14所示；圖15為本實用新型的鍵盤接口的按鍵電路設(shè)計圖，5個按鍵采用標(biāo)準(zhǔn)的按鍵電路。[0039]本實用新型的小型專用PLC控制器的主要功能包括[0040]1、供電功能[0041]交流90疒264V寬幅供電功能；[0042]可輸出24V直流電供用戶使用。[0043]2、數(shù)字量I/O功能[0044]16點數(shù)字量輸入(-5V +5V (L)、+12V +30V (H)電平輸入)；[0045]16點數(shù)字量輸出(NPN OC門輸出、繼電器觸點輸出)。[0046]3、模擬量I/O功能[0047]最多可提供3個模擬量輸入(ΡΤ100、Γ20πιΑ)；[0048]最多可提供3個模擬量輸出(Γ20πιΑ)。[0049]4、通信功能工業(yè)CAN通信；[0051]RS485通信。[0052]5、配置功能[0053]通過數(shù)顯表實現(xiàn)控制器的參數(shù)配置；[0054]通過RS232接口實現(xiàn)軟件升級。[0055]6、顯示功能[0056]可顯示所有輸入信號的狀態(tài)信息；[0057]可顯示所有輸出信號的控制信息；[0058]具有整機正常運行、故障報警的功能。[0059]7、數(shù)據(jù)存儲功能[0060]鐵電存儲器穩(wěn)定可靠，可防數(shù)據(jù)丟失；[0061]可根據(jù)用戶權(quán)限修改特殊參數(shù)。[0062]本實用新型小型專用PLC控制器數(shù)顯表的主要功能包括[0063]1、硬件功能[0064]不同型號具有相同的硬件設(shè)計；[0065]6個七段LED數(shù)碼管顯示；[0066]6位運行狀態(tài)顯示；[0067]5位按鍵多功能操作；[0068]工業(yè)CAN通信接口。[0069]2、軟件功能[0070]不同型號具有不同的軟件設(shè)計；[0071]人機操作簡單方便；[0072]參數(shù)設(shè)置具有權(quán)限控制；[0073]數(shù)據(jù)傳送經(jīng)CAN總線穩(wěn)定可靠。[0074]本實用新型的有益效果為針對通用型PLC不同功能采用不同模塊的方式，將用戶所需功能集成在一起；具有集成度高、應(yīng)用系統(tǒng)穩(wěn)定的特點，方便用戶安裝調(diào)試；相對于 通用型PLC控制器較多的冗余端口，本實用新型可減小冗余提高應(yīng)用系統(tǒng)的性價比，為用 戶降低成本；可根據(jù)用戶需求選擇不同功能模塊組合成實用系統(tǒng)，除多模塊集成外還可根 據(jù)用戶需求進行特別定制。[0075] 以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行 業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述 的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化 和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所 附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.一種小型PLC控制器，包括CAN總線、控制器和數(shù)顯表，其特征在于所述的控制器和數(shù)顯表與CAN總線相連接，控制器與控制設(shè)備相連接；所述的控制器包括控制器MCU、數(shù)字量輸入接口、模擬量輸入接口、數(shù)字量輸出接口、 模擬量輸出接口、工作狀態(tài)顯示接口、通信接口、數(shù)據(jù)存儲電路、電源電路，且數(shù)字量輸入接口、模擬量輸入接口、數(shù)字量輸出接口、模擬量輸出接口、工作狀態(tài)顯示接口、通信接口、數(shù)據(jù)存儲電路、電源電路與控制器MCU相連接；所述的數(shù)顯表包括數(shù)顯表MCU、顯示接口、鍵盤接口、通信接口，且顯示接口、鍵盤接口、 通信接口與數(shù)顯表MCU相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型PLC控制器，其特征在于所述的CAN總線采用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)CAN接口并用端頭引出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型PLC控制器，其特征在于所述的控制器MCU選用STM32F107嵌入式芯片；所述的數(shù)字量輸入接口的16路輸入信號經(jīng)光電隔離后送緩沖器，16路輸入信號經(jīng)2片 8位緩沖器接入控制器MCU ；所述的數(shù)字量輸出接口的16路輸出信號通過OC門輸出或繼電器觸點輸出；所述的模擬量輸入接口為3路4-20 mA的模擬量輸入電路；所述的模擬量輸出接口為3路Γ20πιΑ的模擬量輸出電路；所述的工作狀態(tài)顯示接口的電路由低功耗LED管組成并由MCU直接驅(qū)動；所述的數(shù)據(jù)存儲電路采用串行4KB鐵電存儲器芯片；所述的通信接口包括RS485和RS232電路，采用標(biāo)準(zhǔn)的RS485和RS232接口并用DB9 插件引出；所述的電源電路采用24V的開關(guān)電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型PLC控制器，其特征在于所述的數(shù)顯表MCU芯片選用STM32F103嵌入型芯片；所述的顯示接口包括七段數(shù)碼管顯示電路和狀態(tài)顯示電路，七段數(shù)碼管顯示電路具有 6個七段LED數(shù)碼管顯示，采用動態(tài)掃描方式，狀態(tài)顯示電路的6個狀態(tài)指示燈采用I/O 口經(jīng)緩沖器直接驅(qū)動。
專利摘要通用小型PLC控制器在我囯已廣泛應(yīng)用，但由于其價格相對較高，應(yīng)用系統(tǒng)的成本競爭力需要適合產(chǎn)品需求且性價比較高的專用小型PLC控制器。本實用新型提供一種小型PLC控制器，包括CAN總線、控制器和數(shù)顯表，其中，控制器和數(shù)顯表與CAN總線相連接，控制器與控制設(shè)備相連接；控制器的數(shù)字量輸入接口、模擬量輸入接口、數(shù)字量輸出接口、模擬量輸出接口、工作狀態(tài)顯示接口、通信接口、數(shù)據(jù)存儲電路、電源電路與控制器MCU相連接；數(shù)顯表的顯示接口、鍵盤接口、通信接口與數(shù)顯表MCU相連接。本實用新型針對通用型具有集成度高、應(yīng)用系統(tǒng)穩(wěn)定的特點；可減小冗余提高應(yīng)用系統(tǒng)的性價比，為用戶降低成本。
文檔編號G05B19/05GK202886924SQ201220534080
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者楊震 申請人:成都炎興自動化工程有限公司