CN102436211A - 一种plc控制器及其多种输入电压的兼容方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PLC控制器，可对PLC控制器及其扩展输入输出模块的多种输入电压进行兼容，包括：内部电路和可调输入电路，所述内部电路和所述可调输入电路电连接；所述可调输入电路包括隔离装置和分压电路，所述隔离装置接入所述输入电路中，所述分压电路与所述隔离装置电连接；加载在可调输入电路上的输入电压经分压电路分压后将隔离装置导通，可调输入电路输入工作电压在内部电路上。本发明还公开了一种PLC控制器的多种输入电压的兼容方法。实施本发明的PLC控制器及其多种输入电压的兼容方法，可以兼容其他多种标准的输入电压，电路结构简单，易于成本控制；提高了输入的灵活性，适应性广泛。

Description

一种PLC控制器及其多种输入电压的兼容方法

技术领域

本发明涉及可编程控制技术领域，尤其涉及一种PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）控制器及其多种输入电压的兼容方法。

背景技术

可编程逻辑控制器是一种用于实时控制的自动化控制装置，其广泛应用于工业控制领域。PLC根据其输入端口和输出端口的数量可以分为大型PLC、中型PLC和小型PLC。

现有的PLC控制器及其扩展输入输出模块因电路结构设计不合理，存在一定的缺陷。例如，现有的PLC控制器及其扩展输入输出模块输入的标准电压为单一的预设值，如5V、12V或24V等；PLC控制器完成后，其标准输入也相应的确定，并且无法更改，即一个端口只能够接收一种标准电压的输入。

具体实施中，如不按照该标准电压进行电压的输入可能损害PLC控制器及其扩展输入输出模块。为解决该技术问题，现有的PLC控制器及其扩展输入输出模块主要通过输入电压进行转换（如变压器）将其转换为端口可以接收的标准电压后再进行输入，不但受限于环境，而且成本较高。

现有的PLC控制器及其扩展输入输出模块难以兼容多种标准输入的电压，输入灵活性不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种PLC控制器及其多种输入电压的兼容方法，可以兼容其他多种标准输入的输入电压，电路结构简单，易于成本控制；提高了输入的灵活性，适应性广泛。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种PLC控制器，可对PLC控制器及其扩展输入输出模块的多种输入电压进行兼容，所述PLC控制器包括：内部电路和可调输入电路，所述内部电路和所述可调输入电路电连接；

所述可调输入电路包括隔离装置和分压电路，所述隔离装置接入所述内部电路中，所述分压电路与所述隔离装置电连接；

加载在所述可调输入电路上的输入电压经所述分压电路分压后将所述隔离装置导通，所述可调输入电路输入工作电压在所述内部电路上。

优选的，所述分压电路包括至少一个与所述隔离装置并联或串联的电阻元件。

优选的，所述PLC控制器上设置多个与所述可调输入电路加载的所述输入电压相对应匹配的档位开关；

所述多个档位开关与接入所述分压电路中的所述电阻元件的多个阻值相对应。

优选的，所述档位开关设置在所述PLC控制器的外壳上，所述档位开关设置可手动调节。

优选的，所述隔离装置包括分别与所述内部电路和所述分压电路相连接的光耦；所述电阻元件包括与所述光耦相串联的第一电阻和/或与所述光耦相并联的第二电阻。

优选的，所述第一电阻和/或所述第二电阻的阻值设置可手动调节。

优选的，所述可调输入电路还包括电容，所述第一电阻与所述电容串联连接，所述第二电阻并联在所述电容的两端。

优选的，所述光耦包括主要由发光二级管和光电三极管组成的光耦；所述光电三极管的一端并联在所述电容的两端，相对的另一端接入所述内部电路中。

本发明还公开了一种PLC控制器的多种输入电压的兼容方法，包括以下步骤：

A：调整档位开关至与可调输入电路上加载的输入电压相对应匹配的位置，所述相对应匹配的位置包括接入分压电路中电阻元件的多个阻值；

B：所述可调输入电路上的所述输入电压经所述分压电路分压；

C：可调输入电路导通，所述可调输入电路输入工作电压在所述内部电路上。

优选的，所述A步骤包括：改变分压电路中与光耦并联或串联的至少一个电阻元件的阻值，所述电阻元件包括与所述光耦相串联的第一电阻和/或与所述光耦相并联的第二电阻；

所述B步骤之后包括：当达到光耦中发光二级管导通发光的预设电压值时，发光二级管导通照射光电三极管；当达到光电三极管导通的照射强度时，光电三极管导通。

本发明所提供的PLC控制器及其多种输入电压的兼容方法，由于可调输入电路包括隔离装置和分压电路，隔离装置接入输入电路中，分压电路与隔离装置电连接；加载于可调输入电路上的输入电压经分压电路分压后将隔离装置导通，可调输入电路为内部电路提供工作电压输入；PLC控制器及其扩展输入输出模块在和其他设备进行互连的时候，不需要使用电压转换器就能够转换为PLC控制器及其扩展输入输出模块可以接收的输入电压，可以兼容其他多种标准的输入电压，电路结构简单，易于成本控制；提高了输入的灵活性，适应性广泛。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例PLC控制器的电路结构示意图；

图2是本发明实施例PLC控制器的多种输入电压的兼容方法的流程框图。                                                                       

具体实施方式

下面参考附图对本发明的优选实施例进行描述。

参见图1，本发明实施例提供了一种PLC控制器，可对PLC控制器及其扩展输入输出模块的多种输入电压进行兼容，所述PLC控制器包括：内部电路 1和可调输入电路3，所述内部电路 1和所述可调输入电路3电连接；

所述可调输入电路3包括隔离装置和分压电路32，所述隔离装置接入所述内部电路 1中，所述分压电路32与所述隔离装置电连接；

加载于所述可调输入电路3上的输入电压经所述分压电路32分压后将所述隔离装置导通，所述可调输入电路3为所述内部电路1提供工作电压输入。

内部电路 1是PLC控制器及其扩展输入输出模块的核心处理模块。本发明的PLC控制器的内部电路 1的工作电压由可调输入电路3输入。常态下，可调输入电路是含有隔离装置的电路，该电路中隔离装置的导通将使可调输入电路3与内部电路1电连接。可调输入电路3对内部电路1输出的电压可以根据实际的需要进行配置，可以根据实际的需要进行配置，内部电路1能够正常工作。实施中，可调输入电路3对内部电路1输出电压的电压值并不限定。

本发明的优选实施例中，可调输入电路3包括第三电阻R3以及滤波件，内部电路 1接入可调输入电路3中。其中，自可调输入电路3高电势的一端分别串联光耦T、第三电阻R3后接地。具体实施时，当隔离装置导通时，可调输入电路3为内部电路1提供工作电压输入；当隔离装置断开时，可调输入电路3处于未导通的状态。

可调输入电路3包括：隔离装置以及分压电路32，隔离装置接入内部电路1中，分压电路32与光耦T电连接。其中，由于分压电路32与隔离装置电连接，加载在可调输入电路3上的输入电压可同时作用在分压电路32与隔离装置上。通过调节分压电路32的分压量，可以实现隔离装置的导通（加载于隔离装置的电压达到导通的条件）。当隔离装置导通时，PLC控制器及其扩展输入输出模块就可以按照上述实施方式进行工作，亦即加载在可调输入电路3上的输入电压经分压电路32分压后将隔离装置导通，可调输入电路3为内部电路1提供工作电压输入。

实施中，隔离装置包括光耦T或其他隔离器件，以下以光耦T为例说明本发明的实施方式。

分压电路32的分压作用是通过如下结构实现的：所述分压电路32包括至少一个与所述光耦T并联或串联的电阻元件。例如，可以设置电阻元件与光耦T相串联和/或设置电阻元件与光耦T相并联，这样，通过改变电阻元件的阻值就可以实现分压电路32的分压作用。

本发明的优选实施方式如下: 电阻元件包括与光耦T相串联的第一电阻R1和与光耦T相并联的第二电阻R2。其中，第二电阻R2并联在光耦T的两端，光耦T和第二电阻R2相并联后串联第一电阻R1，上述元器件电连接的整体形成可调输入电路3；实施中，加载在可调输入电路3上的输入电压可通过第一电阻R1进行分压，可通过第二电阻R2进行分流，由于第一电阻R1和第二电阻R2的阻值设置可调，通过调节第一电阻R1和第二电阻R2的阻值以分压并最终可以达到加载在光耦T两端的电压达到既定值的目的。

本发明的优选实施方式中，可调输入电路3还包括电容C，第一电阻R1与电容C串联连接，第二电阻R2并联在电容C的两端。

可以理解的是，上述实施方式中的分压电路32是在同时设置第一电阻R1、第二电阻R2以及第一电阻R1和第二电阻R2的阻值均可进行调节的方式下实施的。但在具体实施时，第一电阻R1、第二电阻R2可以单独接入分压电路32中，通过调整接入分压电路32中的电阻元件的阻值仍可达到上述实施效果。例如，仅设置第一电阻R1与光耦T进行串联，通过改变第一电阻R1的阻值使光耦T的两端的电压达到既定值；又如，仅设置第二电阻R2与光耦T进行并联，通过改变第二电阻R2的阻值使通过光耦T的电压达到既定值。

本发明的优选实施方式中， PLC控制器上设置多个与可调输入电路3加载的所述输入电压相对应匹配的档位开关，档位开关设置在PLC控制器的外壳上，档位开关设置可手动调节。多个档位开关分别对应接入分压电路32中的电阻元件的多个阻值。输入电压与上述PLC控制器及其扩展输入输出模块工作的工作电压并不相同，其可能高于工作电压，也可能低于工作电压。

档位开关的实质是通过调整与光耦T并联或串联的电阻元件（如第一电阻R1或第二电阻R2）阻值的大小改变分压电路32的分压能力，进而实现可调输入电路3对内部电路1的工作电压的输入。具体实施时，档位开关能够适配不同输入标准的输入电压；其中，与可调输入电路3加载的输入电压相对应匹配是指档位开关能够改变接入分压电路32中并联或串联的电阻元件的阻值以使光耦T的两端的电压或通过光耦T的电流达到既定值。可调输入电路3的电路结构一旦确定后，接入分压电路32中并联或串联的电阻元件的阻值也就与可调输入电路3加载的输入电压的电压值建立了一对一的确定关系，因为只有达到这种相对应匹配的关系，才能使光耦T的两端的电压或通过光耦T的电流达到既定值。也就是说，可调输入电路3可以设置任意数量的档位开关以适应外界不同的输入电压。

例如，本实施例中，档位开关是与外部电压的电压输入值相对应的三个档位，例如，PLC控制器的端口配置为可接入5V、12V或24V的输入电压，档位开关设置为三个，分别对应PLC控制器的5V、12V以及24V输入电压的端口配置，若将PLC控制器的端口配置为可接入5V的输入电压时，手动调整相应的档位开关，这样接入可调输入电路3中的5V输入电压经分压电路32分压后能够达到光耦T导通的条件；再如，若将PLC控制器的端口配置为可接入24V的输入电压时，手动调整相应的档位开关，这样接入可调输入电路3中的24V输入电压经分压电路32分压后能够达到光耦T导通的条件，依次类推。无论上述输入电压的大小有多大，可调输入电路3为使内部电路1正常工作所提供的工作电压并不受影响。也就是说，PLC控制器及其扩展输入输出模块在和其他设备进行互连的时候，不需要使用电压转换器就能够转换为PLC控制器及其扩展输入输出模块可以接收的工作电压。

优选的，所述档位开关为设置在PLC控制器外部的调节按钮或可调电阻。

以上实施方式可以得出，手动调整相应的档位开关，使可调输入电路3的分压电路32对输入电压进行分压的目的在于：虽然PLC控制器及其扩展输入输出模块接收的外部输入电压不同，但通过分压电路32的分压都能够达到光耦T正常工作的条件。例如，在上述实施方式中，设定光耦T导通的电压为2V，只有通过配置加载在光耦T上的电压为2V时，光耦T才能正常工作。本发明的PLC控制器，通过手动调整相应的档位开关，对分压电路进行合理的控制，将外部多种输入电压均配置成光耦T能够正常导通的工作电压点，实现一个固定的光耦T能够接受多种外部标准输入的电压。

光耦T包括发光二级管311和光电三极管312，所述光电三极管312的一端并联在所述电容C的两端，相对的另一端接入所述内部电路1中。光耦T的工作过程如下：当发光二级管311的两端的电压或通过发光二级管311的电流达到既定值时，也就是达到光耦T中发光二级管311导通发光的预设电压值，发光二级管311导通照射光电三极管312，当达到光电三极管312导通的照射强度后，光电三极管312导通，可调输入电路3导通，使PLC控制器及其扩展输入输出模块按照上述实施方式进行工作。

本发明的PLC控制器在具体实施时，手动调整档位开关至与可调输入电路3上加载的输入电压相对应匹配的位置，若将PLC控制器的端口配置为可接入5V的输入电压时，手动调整相应的档位开关，这样接入可调输入电路3中的5V输入电压经分压电路32分压后能够达到光耦T导通的条件；若将PLC控制器的端口配置为可接入12V的输入电压时，手动调整相应的档位开关，这样接入可调输入电路3中的12V输入电压经分压电路32分压后能够达到光耦T导通的条件；再如，若将PLC控制器的端口配置为可接入24V的输入电压时，调整相应的档位开关，这样接入可调输入电路3中的24V输入电压经分压电路32分压后能够达到光耦T导通的条件，通过手动调整接入分压电路32中电阻元件（第一电阻R1和第二电阻R2）的阻值的改变，调整分压电路32的分压能力。本实施例中，由于第二电阻R2的变化对光耦T输出的影响较大，因此通过改变第一电阻R1实现上述方案即可。

由于加载在可调输入电路3上的输入电压可通过第一电阻R1进行分压，使光耦T的两端的电压达到既定值，也就是达到光耦T中发光二级管311导通发光的预设电压值或预设电流值，发光二级管311导通照射光电三极管312，当达到光电三极管312导通的照射强度后，光电三极管312导通，可调输入电路3被导通，使PLC控制器及其扩展输入输出模块正常工作。

在以上各种实施方式中，光耦T是作为一种隔离装置，其还可以被替换为其他隔离器件，比如数字隔离器。

参见图2，本发明实施例还公开了一种PLC控制器的多种输入电压的兼容方法，包括以下步骤：

A：调整档位开关至与可调输入电路3上加载的输入电压相对应匹配的位置，所述相对应匹配的位置包括接入分压电路32中电阻元件的多个阻值；

B：所述可调输入电路3上的所述输入电压经所述分压电路32分压；

C：可调输入电路3导通，可调输入电路3输入工作电压在所述内部电路1上。

优选的，A步骤包括：

A1、改变分压电路32中与光耦T并联或串联的至少一个电阻元件的阻值，所述电阻元件包括与所述光耦T相串联的第一电阻R1和/或与所述光耦T相并联的第二电阻R2。

具体的，若将PLC控制器的端口配置为可接入5V的输入电压时，手动调整相应的档位开关，这样接入可调输入电路3中的5V输入电压经分压电路32分压后能够达到光耦T导通的条件；若将PLC控制器的端口配置为可接入12V的输入电压时，手动调整相应的档位开关，这样接入可调输入电路3中的12V输入电压经分压电路32分压后能够达到光耦T导通的条件；再如，若将PLC控制器的端口配置为可接入24V的输入电压时，手动调整相应的档位开关，这样接入可调输入电路3中的24V输入电压经分压电路32分压后能够达到光耦T导通的条件，通过接入分压电路32中电阻元件（第一电阻R1和第二电阻R2）的阻值的改变，调整分压电路32的分压能力。

优选的，B步骤之后包括：

B1、当达到光耦T中发光二级管311导通发光的预设电压值，发光二级管311导通照射光电三极管312；

B2、当达到光电三极管312导通的照射强度时，光电三极管312导通。

由于加载在可调输入电路3上的输入电压可通过第一电阻R1进行分压，使光耦T的两端的电压达到既定值，也就是达到光耦T中发光二级管311导通发光的预设电压值，发光二级管311导通照射光电三极管312，当达到光电三极管312导通的照射强度后，光电三极管312导通，可调输入电路3被导通，可调输入电路3为内部电路1提供工作电压输入，使PLC控制器及其扩展输入输出模块正常工作。

本发明一种PLC控制器的多种输入电压的兼容方法的实施方式与上述PLC控制器的实施方式相同，此处不再赘述。

实施本发明的PLC控制器及其多种输入电压的兼容方法，由于可调输入电路包括隔离装置和分压电路，隔离装置接入输入电路中，分压电路与隔离装置电连接；加载在可调输入电路上的输入电压经分压电路分压后将隔离装置导通，可调输入电路为内部电路提供工作电压输入；PLC控制器及其扩展输入输出模块在和其他设备进行互连的时候，不需要使用电压转换器就能够转换为PLC控制器及其扩展输入输出模块可以接收的输入电压，可以兼容其他多种标准的输入电压，电路结构简单，易于成本控制；提高了输入的灵活性，适应性广泛。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种PLC控制器，可对PLC控制器及其扩展输入输出模块的多种输入电压进行兼容，其特征在于，所述PLC控制器包括：内部电路（1）和可调输入电路（3），所述内部电路（1）和所述可调输入电路（3）电连接；

所述可调输入电路（3）包括隔离装置和分压电路（32），所述隔离装置接入所述内部电路（1）中，所述分压电路（32）与所述隔离装置电连接；

加载在所述可调输入电路（3）上的输入电压经所述分压电路（32）分压后将所述隔离装置导通，所述可调输入电路（3）输入工作电压在所述内部电路（1）上。

2.如权利要求1所述的PLC控制器，其特征在于，所述分压电路（32）包括至少一个与所述隔离装置并联或串联的电阻元件。

3.如权利要求2所述的PLC控制器，其特征在于，所述PLC控制器上设置多个与所述可调输入电路（3）加载的所述输入电压相对应匹配的档位开关；

所述多个档位开关与接入所述分压电路（32）中的所述电阻元件的多个阻值相对应。

4.如权利要求3所述的PLC控制器，其特征在于，所述档位开关设置在所述PLC控制器的外壳上，所述档位开关设置可手动调节。

5.如权利要求2-4任一项所述的PLC控制器，其特征在于，

所述隔离装置包括分别与所述内部电路（1）和所述分压电路（32）相连接的光耦（T）；

所述电阻元件包括与所述光耦（T）相串联的第一电阻（R1）和/或与所述光耦（T）相并联的第二电阻（R2）。

6.如权利要求5所述的PLC控制器，其特征在于，所述第一电阻（R1）和/或所述第二电阻（R2）的阻值设置可手动调节。

7.如权利要求6所述的PLC控制器，其特征在于，所述可调输入电路（3）还包括电容（C），所述第一电阻（R1）与所述电容（C）串联连接，所述第二电阻（R2）并联在所述电容（C）的两端。

8.如权利要求7所述的PLC控制器，其特征在于，所述光耦（T）包括发光二级管（311）和光电三极管（312）；

所述光电三极管（312）的一端并联在所述电容（C）的两端，相对的另一端接入所述内部电路（1）中。

9.一种PLC控制器的多种输入电压的兼容方法，其特征在于，包括以下步骤：

A：调整档位开关至与可调输入电路（3）上加载的输入电压相对应匹配的位置，所述相对应匹配的位置包括接入分压电路（32）中电阻元件的多个阻值；

B：所述可调输入电路（3）上的所述输入电压经所述分压电路（32）分压；

C：可调输入电路（3）导通，所述可调输入电路（3）输入工作电压在所述内部电路（1）上。

10.如权利要求9所述的PLC控制器的多种输入电压的兼容方法，其特征在于，所述A步骤包括：

改变分压电路（32）中与光耦（T）并联或串联的至少一个电阻元件的阻值，所述电阻元件包括与所述光耦（T）相串联的第一电阻（R1）和/或与所述光耦（T）相并联的第二电阻（R2）；

所述B步骤之后包括：

当达到光耦（T）中发光二级管（311）导通发光的预设电压值时，发光二级管（311）导通照射光电三极管（312）；

当达到光电三极管（312）导通的照射强度时，光电三极管（312）导通。

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