CN101776869B - 监控点自由增减直接数字控制器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种监控点自由增减直接数字控制器，该控制器包括有功率不等的电源模块、不同处理速度的微处理器模块、相同单路模拟量数字量的输入模块、相同单路模拟量数字量输出模块、人机界面及扩展模块；所述微处理器模块与电源模块采用连接点端子插接，微处理器模块与单路模拟量数字量输入模块、单路模拟量数字量输出模块均采用插接。本发明的效果是该控制器结构模块化，避免了点数的冗余，降低采购、库房、生产、成品、销售、售后、安装调试维修等各环节的成本；减少电子垃圾，利于环保；易规模化生产，易操作。该控制器进行现场显示控制、联网通讯、扩展控制，并能够在中央控制器进行组态监控。该控制器可广泛用在智能建筑、工业控制、汽车、轮船、航空等各种需要复杂步骤控制的场合。

Description

监控点自由增减直接数字控制器

技术领域

本发明涉及一种直接数字控制器，特别是一种监控点自由增减直接数字控制器，可广泛应用在智能建筑、工业控制、汽车、轮船、航空等各种需要复杂步骤控制的场合。

背景技术

一般的直接数字控制器DDC，输入AI、输入DI和输出AO、输出DO都与单片机在同一块印制板PCB上，因现场设备监控点的多少不一而需要好多种印制板PCB，因此需要大量的印制板PCB库存，增加了库存管理的成本；如不备库存，则加工周期就要长；在实际应用过程中由于外观和电路的设计特点，输入AI、输入DI和输出AO、输出DO出厂时都是固定的不可改变，由于工程人员的疏忽遗漏，经常货到现场后要更改控制对象的控制方式，现场无法变更，这样控制器输入AI、输入DI和输出AO、输出DO点数必须等于或大于实际使用点数，因此浪费的点数很多，成本高且久之必然会成为电子垃圾；如果增加控制点就需要换货或退货，这样又会涉及到商务和供货周期等问题；当其中一路输入AO、输出DO或输出AO、输出DO有故障后需要将所有线路拆下拿到工厂维修，效率低且易出错。更主要的是在生产过程中由于品种繁多，采购、生产、以及产成品销售、安装、调试等环节效率都很低，生产力低，综合成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种监控点自由增减直接数字控制器，有利于提高生产力，降低生产及管理成本，方便工程人员选型，可有效弥补销售环节业务或工程人员疏忽或遗漏，有效地利用了每一个模块，避免了无谓浪费，既节能环保，又方便安装维护运行。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种监控点自由增减直接数字控制器，其中：该控制器包括有功率不等的电源模块、不同处理速度的微处理器模块MCU、相同单路模拟量的输入AI模块、相同单路数字量的输入DI模块、相同单路模拟量输出AO模块、相同单路数字量输出DO模块、人机界面及扩展模块；所述微处理器模块MCU与电源模块采用连接点端子插接，微处理器模块MCU与单路模拟量输入AI模块、单路数字量输入DI模块、单路模拟输出AO模块、单路数字量输出DO模块均采用插接，单路模拟量输入AI模块、单路数字量输入DI模块、单路模拟输出AO模块、单路数字量输出DO模块的连接引脚均为6个；所述微处理器模块MCU包括有相互电连接的存储器接口、程序烧录口、通讯接口及扩展接口，微处理器模块MCU与人机界面采用端子插接连接；微处理器模块MCU与扩展模块采用端子插接连接；

所述电源模块连接微处理器MCU模块提供工作电源并经过微处理器MCU模块给多个相同单路模拟量输入AI模块、多个相同单路数字量输入DI模块、多个相同单路模拟量输出AO模块、多个相同单路数字量输出DO模块、人机界面及扩展模块供电，微处理器MCU模块接收模拟量输入AI模块、数字量输入DI模块送来的测量数据信息经内部转换后送给人机界面显示测量数据信息，并接受人机界面送来的命令数据信息，微处理器MCU模块将接收到的测量数据信息和命令数据信息进行比较和计算后，送给模拟量输出AO模块、数字量输出DO模块的控制对应控制对象，当微处理器MCU模块的I/O点数不能满足控制设备的控制点数时，通过扩展接口到扩展模块进行扩展处理，扩展模块与微处理器MCU模块的信号是双向传输的。

本发明的效果是直接数字控制器DDC监控点可自由增减，可有效的发挥每个MCU的价值，避免无谓的成本和浪费；电源模块可根据负载大小配置多种，避免了功率不足或无谓的电量损耗，每个输入输出模块都是独立的，选配时可根据实际需要自由增减，避免了监控点数的冗余，降低了成本；可以轻松的实现产业化，模块化，符合节能环保要求.在原材料采购、原材料入库、半成品、成品、生产、销售、安装、调试和维修等环节均可以大幅提高劳动力，降低各环节成本，生产周期短。该控制器进行现场显示控制、联网通讯、扩展控制，并能够在中央控制器进行组态监控。

附图说明

图1为本发明数字控制器结构框图；

图2、图3为本发明数字控制器连接组合示意图；

图4为本发明数字控制器的微处理器模块或扩展模块与模拟量输入AI模块、数字量输入DI模块、模拟量输出AO模块、数字量输出DO模块组分示意图；

图5为本发明数字控制器的模拟量输入AI模块、数字量输入DI模块、模拟量输出AO模块、数字量输出DO模块现场更换示例图。

图中：

1、电源模块  2、微处理器模块   3、单路模拟量输入AI模块

4、单路数字量输入DI模块        5、单路数字量输出DO模块

6、单路模拟量输出AO模块        7、人机界面    8、扩展模块

具体实施方式

结合附图及实施例对本发明的监控点自由增减直接数字控制器结构加以说明。

如图1所示，本发明的监控点自由增减直接数字控制器结构是，该控制器包括有功率不等的电源模块1、不同处理速度的微处理器模块MCU2、相同单路模拟量的输入AI模块3、相同单路数字量的输入DI模块4、相同单路模拟量输出AO模块6、相同单路数字量输出DO模块5、人机界面7及扩展模块8；所述微处理器模块MCU2与电源模块1采用连接点端子插接，微处理器模块MCU2与单路模拟量输入AI模块3、单路数字量输入DI模块4、单路模拟输出AO模块6、单路数字量输出DO模块5均采用插接，单路模拟量输入AI模块3、单路数字量输入DI模块4、单路模拟输出AO模块6、单路数字量输出DO模块5的连接引脚均为6个；所述微处理器模块MCU2包括有相互电连接的存储器接口、程序烧录口、通讯接口及扩展接口，微处理器模块MCU2与人机界面7采用端子插接连接；微处理器模块MCU2与扩展模块8采用端子插接连接；

所述电源模块1连接微处理器MCU模块2提供工作电源并经过微处理器MCU模块2给多个相同单路模拟量输入AI模块3、多个相同单路数字量输入DI模块4、多个相同单路模拟量输出AO模块6、多个相同单路数字量输出DO模块5、人机界面7及扩展模块8供电，微处理器MCU模块2接收模拟量输入AI模块3、数字量输入DI模块4送来的测量数据信息经内部转换后送给人机界面7显示测量数据信息，并接受人机界面7送来的命令数据信息，微处理器MCU模块2将接收到的测量数据信息和命令数据信息进行比较和计算后，送给模拟量输出AO模块6、数字量输出DO模块5的控制对应控制对象，当微处理器MCU模块2的I/O点数不能满足控制设备的控制点数时，通过扩展接口到扩展模块8进行扩展处理，扩展模块8与微处理器MCU模块2的信号是双向传输的。

所述微处理器MCU模块2是可方便更换处理速度的微处理器，其连接插座接口外形与所述模拟量输入AI模块3、数字量输入DI模块4、模拟量输出AO模块6、数字量输出DO模块5的连接插座外形相同，排列顺序相同；与所述扩展模块8的接口相同，引脚定义一致；与人机界面7的接口相同，引脚定义一致；且与微处理器MCU模块2自身所包括的通讯接口大小相同、引脚定义一致，程序烧录口大小相同、引脚定义一致，存储器接口大小相同、引脚定义一致。

所述电源模块1是可方便更换大小功率的电源模块，与微处理器MCU模块2接口一致，引脚定义相同。

所述模拟量输入AI模块3、数字量输入DI模块4、模拟量输出AO模块6、数字量输出DO模块5的引脚及外形相同，引脚数量及排列顺序相同，与微处理器MCU模块2插接口均相同，连接引脚为6个。所述模拟量输入AI模块3、数字量输入DI模块4、模拟量输出AO模块6、数字量输出DO模块5的外壳是可以互换使用的，这样在现场需要改变监控点用途时可以做到即拔即插；在原材料采购、原材料入库、半成品、成品、生产、销售、安装、调试和维修等环节可以提高生产力，降低各环节管理成本；可以根据实际需要监控点数精确采购，没有冗余监控点，有效地节约了成本，避免了不使用的电子元件成为电子垃圾，利于环保。

所述扩展模块8为在微处理器MCU模块2上所连接的模拟量输入AI模块3、数字量输入DI模块4、模拟量输出AO模块6、数字量输出DO模块5不能满足需要时的连接扩展模块，所配模拟量输入AI模块3、数字量输入DI模块4、模拟量输出AO模块6、数字量输出DO模块5与微处理器MCU模块2的配置完全相同。

所述人机界面7是采用液晶显示的触摸视屏，或按键操作的视屏。所述人机界面7的视屏为彩色的或多种单一颜色的，可满足不同用户选择不同档次及功能的需求。

本发明的监控点自由增减直接数字控制器功能是这样实现的：

如图1、图2、图3所示，电源模块1有多种功率可选择，功率可以根据微处理器MCU模块2、模拟量输入AI模块3、数字量输入DI模块4、模拟量输出AO模块6、数字量输出DO模块5、人机界面7及扩展模块8的累计功率计算得到；微处理器MCU模块2有多种处理速度可选择，处理速度可根据模拟量输入AI模块3、数字量输入DI模块4、模拟量输出AO模块6、数字量输出DO模块5、人机界面7及扩展模块8的累计数量和控制要求计算得到。

如图2、图3所示，当微处理器MCU模块2所配置的模拟量输入AI模块3、数字量输入DI模块4、模拟量输出AO模块6、数字量输出DO模块5不能满足监控点数量时，可以通过扩展接口连接至扩展模块8，扩展模块8配置的模拟量输入AI模块3、数字量输入DI模块4、模拟量输出AO模块6、数字量输出DO模块5与微处理器MCU模块2所配置的相同。

如图4所示，模拟量输入AI模块3、数字量输入DI模块4、模拟量输出AO模块6、数字量输出DO模块5根据监控点数量配置，每个模块的同侧有两条凸起的圆柱，与微处理器MCU模块2上的凹槽正好吻合，可加强插接后的牢度；每个模块的顶部采用接插端子与监控点连接。

如图5所示，监控点自由增减直接数字控制器的模拟量输入AI模块3、数字量输入DI模块4、模拟量输出AO模块6、数字量输出DO模块5现场更换情况，当现场监控点模拟量输入AI模块3多余，而需要数字量输入DI模块4时，拔掉原来的模拟量输入AI模块3，插入所需要的数字量输入DI模块4即可；当需要增加监控点数时，在任意空位插入所需模拟量输入AI模块3、数字量输入DI模块4、模拟量输出AO模块6、数字量输出DO模块5即可；当不需要多余模拟量输入AI模块3、数字量输入DI模块4、模拟量输出AO模块6、数字量输出DO模块5时，拔下即可；维修更换时拔下接插端子，再拔下有故障的模拟量输入AI模块3、数字量输入DI模块4、模拟量输出AO模块6、数字量输出DO模块5，插上对应的正常的模拟量输入AI模块3、数字量输入DI模块4、模拟量输出AO模块6、数字量输出DO模块5和接插端子后即可。

Claims (7)

1.一种监控点自由增减直接数字控制器，其特征是：该控制器包括有可更换大小功率的电源模块(1)、可更换不同处理速度的微处理器模块MCU(2)、单路模拟量输入AI模块(3)、单路数字量输入DI模块(4)、单路模拟量输出AO模块(6)、单路数字量输出DO模块(5)、人机界面(7)及扩展模块(8)；所述微处理器模块MCU(2)与电源模块(1)采用连接点端子插接，微处理器模块MCU(2)与单路模拟量输入AI模块(3)、单路数字量输入DI模块(4)、单路模拟量输出AO模块(6)、单路数字量输出DO模块(5)均采用插接，单路模拟量输入AI模块(3)、单路数字量输入DI模块(4)、单路模拟量输出AO模块(6)、单路数字量输出DO模块(5)的连接引脚均为6个；所述微处理器模块MCU(2)包括有相互电连接的存储器接口、程序烧录口、通讯接口及扩展接口，微处理器模块MCU(2)与人机界面(7)采用端子插接连接；微处理器模块MCU(2)与扩展模块(8)采用端子插接连接；

所述电源模块(1)给连接的微处理器模块MCU(2)提供工作电源，并经过微处理器模块MCU(2)提供工作电源给单路模拟量输入AI模块(3)、单路数字量输入DI模块(4)、单路模拟量输出AO模块(6)、单路数字量输出DO模块(5)、人机界面(7)及扩展模块(8)，所述扩展模块(8)是为在微处理器MCU模块(2)上所连接的模拟量输入AI模块(3)、数字量输入DI模块(4)、模拟量输出AO模块(6)、数字量输出DO模块(5)不能满足需要时的连接扩展模块，微处理器MCU模块(2)接收模拟量输入AI模块(3)、数字量输入DI模块(4)送来的测量数据信息经内部转换后送给人机界面(7)显示测量数据信息，并接受人机界面(7)送来的命令数据信息，微处理器MCU模块(2)将接收到的测量数据信息和命令数据信息进行比较和计算后，送给模拟量输出AO模块(6)、数字量输出DO模块(5)控制信号，以控制对应控制设备，当微处理器模块MCU(2)的I/O点数不能满足控制设备的控制点数时，通过扩展接口到扩展模块(8)进行扩展处理，扩展模块(8)与微处理器模块MCU(2)的信号是双向传输的。

2.根据权利要求1所述的监控点自由增减直接数字控制器，其特征是：所述微处理器模块MCU(2)是可更换不同处理速度的微处理器，其连接插座接口外形与所述模拟量输入AI模块(3)、数字量输入DI模块(4)、模拟量输出AO模块(6)、数字量输出DO模块(5)的连接插座接口外形相匹配；与所述扩展模块(8)的接口相匹配，引脚定义一致；与人机界面(7)的接口相匹配，引脚定义一致；且可更换不同处理速度的微处理器模块MCU(2)自身的通讯接口大小相同、引脚定义一致，程序烧录口大小相同、引脚定义一致，存储器接口大小相同、引脚定义一致。

3.根据权利要求1所述的监控点自由增减直接数字控制器，其特征是：所述电源模块(1)是可更换大小功率的电源模块(1)，与可更换不同处理速度的微处理器MCU模块(2)电源接口匹配，引脚定义相同。

4.根据权利要求1所述的监控点自由增减直接数字控制器，其特征是：所述模拟量输入AI模块(3)、数字量输入DI模块(4)、模拟量输出AO模块(6)、数字量输出DO模块(5)的引脚及外形相同，引脚数量及排列顺序相同，与可更换不同处理速度的微处理器MCU模块(2)插接口均匹配，连接引脚为6个。

5.根据权利要求4所述的监控点自由增减直接数字控制器，其特征是：所述模拟量输入AI模块(3)、数字量输入DI模块(4)、模拟量输出AO模块(6)、数字量输出DO模块(5)的外壳是可以互换使用的。

6.根据权利要求1所述的监控点自由增减直接数字控制器，其特征是：所述人机界面(7)是采用液晶显示的触摸视屏，或按键操作的视屏。

7.根据权利要求6所述的监控点自由增减直接数字控制器，其特征是：所述人机界面(7)的视屏为彩色的或单一颜色的。

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