CN101403904A - 双向输入/输出的可编程控制器 - Google Patents

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本发明涉及可编程控制器技术领域，尤其涉及一种I/O点具有双向输入/输出功能的可编程控制器，其CPU单元连接有用于输入或输出数据的输入/输出模块；输入/输出模块包括输入电路、输出电路、用于与外部设备连接的输入/输出端、用于与CPU单元连接的输入/输出端，输入电路的输入端与用于与外部设备连接的输入/输出端连接，输入电路的输出端与用于与CPU单元连接的输入/输出端连接；输出电路的输入端与用于与CPU单元连接的输入/输出端连接，输出电路的输出端与用于与外部设备连接的输入/输出端连接；本发明的输入/输出模块具有双向输入输出功能，可以充分利用可编程控制器的输入/输出端。

Description

双向输入/输出的可编程控制器
技术领域：
本发明涉及可编程控制器技术领域，尤其涉及一种I/O点(输入/输出端)具有双向输入/输出功能的可编程控制器。
背景技术：
可编程控制器(PLC，Programmable logic Controller)是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。目前，可编程控制器在国内外已广泛应用于机械制造、电力、化工等各个行业。
如图1，传统的可编程控制器主要由CPU单元101、存储器102、输入模块103、输出模块104组成，存储器102、输入模块103和输出模块104分别与CPU单元101对应的接口连接，输入模块103包括多个输入点，输入点只具有输入功能，输出模块104包括多个输出点，输出点只具有输出功能，功能较单一，而且，传统的可编程控制器的输入点和输出点的数量在生产的时候就已经设置好，但是，在实际的工业控制应用中往往会出现输入点不够用而输出点过多或者输出点不够用而输入点过多的情况，使可编程控制器的输入点和输出点得不到充分的利用，从而造成了一些输入点或输出点的浪费。
发明内容：
本发明的目的就是针对现有技术存在的不足而提供一种双向输入/输出的可编程控制器，其I/O点具有双向输入/输出功能。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：它包括CPU单元、与CPU单元连接的存储器，CPU单元还连接有用于输入或输出数据的输入/输出模块；所述输入/输出模块包括输入电路、输出电路、用于与外部设备连接的输入/输出端、用于与CPU单元连接的输入/输出端，输入电路的输入端与用于与外部设备连接的输入/输出端连接，输入电路的输出端与用于与CPU单元连接的输入/输出端连接；输出电路的输入端与用于与CPU单元连接的输入/输出端连接，输出电路的输出端与用于与外部设备连接的输入/输出端连接。
其中，输入电路包括光耦合芯片U2、电阻R3，光耦合芯片U2的第1脚接电阻R3的一端，电阻R3的另一端与用于与外部设备连接的输入/输出端连接，光耦合芯片U2的第3脚与用于与CPU单元连接的输入/输出端连接，光耦合芯片U2的第4脚与第2电源连接，光耦合芯片U2的第2脚与第1接地连接。
其中，输出电路包括光耦合芯片U1、电阻R1、R2及放大单元，光耦合芯片U1的第1脚与用于与CPU单元连接的输入/输出端连接，光耦合芯片U1的第4脚与放大单元的输入端连接，放大单元的输出端与用于与外部设备连接的输入/输出端连接，光耦合芯片U1的第2脚与第2接地连接，光耦合芯片U1的第3脚与第1接地连接，所述电阻R1的一端与放大单元的输入端连接，另一端接第1电源；所述电阻R2的一端与放大单元的输出端连接，另一端接第1电源。
其中，所述放大单元采用具有驱动放大功能的电路或集成电路芯片。
本发明有益效果在于：
本发明提供的一种双向输入/输出的可编程控制器包括CPU单元、与CPU单元连接的存储器，CPU单元还连接有用于输入或输出数据的输入/输出模块；所述输入/输出模块包括输入电路、输出电路、用于与外部设备连接的输入/输出端、用于与CPU单元连接的输入/输出端，输入电路的输入端与用于与外部设备连接的输入/输出端连接，输入电路的输出端与用于与CPU单元连接的输入/输出端连接；输出电路的输入端与用于与CPU单元连接的输入/输出端连接，输出电路的输出端与用于与外部设备连接的输入/输出端连接；当输入/输出模块作为输入模块使用时，外部设备的数据通过输入电路传送给CPU单元，此时，输出电路不工作；当输入/输出模块作为输出模块使用时，CPU单元的数据通过输出电路输出控制外部设备，此时，输入电路不工作。因此，本发明输入/输出模块具有双向输入输出功能，可以充分利用可编程控制器的输入/输出端。
附图说明：
图1是传统可编程控制器的结构示意图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是本发明输入/输出模块的电路原理图；
图4是本发明的应用例1；
图5是本发明的应用例2。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步的说明，见图2、3所示，本发明包括CPU单元1、与CPU单元1连接的存储器2，CPU单元1还连接有用于输入或输出数据的输入/输出模块3；所述输入/输出模块3包括输入电路31、输出电路32、用于与外部设备连接的输入/输出端(I/O1，即I/O点)、用于与CPU单元1连接的输入/输出端(I/O2)，输入电路31的输入端与用于与外部设备连接的输入/输出端(I/O1)连接，输入电路31的输出端与用于与CPU单元1连接的输入/输出端(I/O2)连接；输出电路32的输入端与用于与CPU单元1连接的输入/输出端(I/O2)连接，输出电路32的输出端与用于与外部设备连接的输入/输出端(I/O1)连接；当输入/输出模块3作为输入模块使用时，外部设备的数据通过输入电路31传送给CPU单元1，此时，输出电路32不工作；当输入/输出模块3作为输出模块使用时，CPU单元1的数据通过输出电路32输出控制外部设备，此时，输入电路31不工作。
其中，输入电路31包括光耦合芯片U2、电阻R3，光耦合芯片U2的第1脚接电阻R3的一端，电阻R3的另一端与用于与外部设备连接的输入/输出端(I/O1)连接，光耦合芯片U2的第3脚与用于与CPU单元1连接的输入/输出端(I/O2)连接，光耦合芯片U2的第4脚与第2电源连接，光耦合芯片U2的第2脚与第1接地连接。
其中，输出电路32包括光耦合芯片U1、电阻R1、R2及放大单元321，光耦合芯片U1的第1脚与用于与CPU单元1连接的输入/输出端(I/O2)连接，光耦合芯片U1的第4脚与放大单元321的输入端连接，放大单元321的输出端与用于与外部设备连接的输入/输出端(I/O1)连接，光耦合芯片U1的第2脚与第2接地连接，光耦合芯片U1的第3脚与第1接地连接，所述电阻R1的一端与放大单元321的输入端连接，另一端接第1电源；所述电阻R2的一端与放大单元321的输出端连接，另一端接第1电源。
所述放大单元321采用具有驱动放大功能的电路或集成电路芯片U3，当然，在本实施例中，也可以使用其它的放大电路，其具有增大驱动能力的功能即可。
在本实施例中，为了达到集成化的目的，可以在输入/输出模块3中集成多个输入电路31和输出电路32，组成多个输入或输出点，以便于应用。
图4所示为本发明的应用例1，它是在输入/输出模块3的用于与外部设备连接的输入/输出端(I/O1)连接有控制按钮SW，即输入/输出模块3作为输入模块使用，其工作过程如下：当连通按钮SW时，光耦合芯片U2的发光二极管发光，使光耦合芯片U2的光敏三极管导通，并将一个高电平由用于与CPU单元1连接的输入/输出端(I/O2)加到CPU单元1，再由CPU单元1控制相应的设备运作。
图5所示为本发明的应用例2，它是在输入/输出模块3的用于与外部设备连接的输入/输出端(I/O1)连接有马达，即输入/输出模块3作为输出模块使用，其工作过程如下：当CPU单元1需要控制马达工作时，CPU单元1输出一个高电平至光耦合芯片U1的第1脚，此时，光耦合芯片U1的发光二极管发光，使光耦合芯片U1的光敏三极管导通，光敏三极管导通后，通过放大单元321驱动马达工作。
当然，以上所述仅是本发明的较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (5)

1、双向输入/输出的可编程控制器，它包括CPU单元(1)、与CPU单元(1)连接的存储器(2)，其特征在于：CPU单元(1)还连接有用于输入或输出数据的输入/输出模块(3)；
所述输入/输出模块(3)包括输入电路(31)、输出电路(32)、用于与外部设备连接的输入/输出端、用于与CPU单元(1)连接的输入/输出端，输入电路(31)的输入端与用于与外部设备连接的输入/输出端连接，输入电路(31)的输出端与用于与CPU单元(1)连接的输入/输出端连接；输出电路(32)的输入端与用于与CPU单元(1)连接的输入/输出端连接，输出电路(32)的输出端与用于与外部设备连接的输入/输出端连接。
2、根据权利要求1所述的双向输入/输出的可编程控制器，其特征在于：所述输入电路(31)包括光耦合芯片U2、电阻R3，光耦合芯片U2的第1脚接电阻R3的一端，电阻R3的另一端与用于与外部设备连接的输入/输出端连接，光耦合芯片U2的第3脚与用于与CPU单元(1)连接的输入/输出端连接，光耦合芯片U2的第4脚与第2电源连接，光耦合芯片U2的第2脚与第1接地连接。
3、根据权利要求1所述的双向输入/输出的可编程控制器，其特征在于：所述输出电路(32)包括光耦合芯片U1、电阻R1、R2及放大单元(321)，光耦合芯片U1的第1脚与用于与CPU单元(1)连接的输入/输出端连接，光耦合芯片U1的第4脚与放大单元(321)的输入端连接，放大单元(321)的输出端与用于与外部设备连接的输入/输出端连接，光耦合芯片U1的第2脚与第2接地连接，光耦合芯片U1的第3脚与第1接地连接，所述电阻R1的一端与放大单元(321)的输入端连接，另一端接第1电源；所述电阻R2的一端与放大单元(321)的输出端连接，另一端接第1电源。
4、根据权利要求3所述的双向输入/输出的可编程控制器，其特征在于：所述放大单元(321)采用具有驱动放大功能的电路。
5、根据权利要求3所述的双向输入/输出的可编程控制器，其特征在于：所述放大单元(321)为具有驱动放大功能的集成电路芯片。
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