CN102540959B - 一种用于位移传感器的plc扩展装置及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于位移传感器的PLC扩展装置，包括：位移传感器接入电路、寄存器以及用于根据寄存器存储的限制值信息，检测由位移传感器接入电路输入的位置信息是否超出限制值信息并可进行告警信息输出的处理器，位移传感器接入电路和寄存器分别与处理器电连接；还包括用于与主PLC控制器建立连接的通讯接口、限位告警输出电路以及模块工作电源，通讯接口和限位告警输出电路分别与处理器电连接。本发明还公开了一种用于位移传感器的PLC控制系统。实施本发明的用于位移传感器的PLC扩展装置及控制系统，提升了位移传感器的安全防护功能，可独立控制位移传感器的限位工况，能够提供安全保护输出控制，稳定高效。

Description

一种用于位移传感器的PLC扩展装置及控制系统

技术领域

本发明涉及可编程控制领域，尤其涉及一种用于位移传感器的PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）的扩展装置及控制系统。

背景技术

位移传感器（电子尺）是能够把直线机械位移量转换成电信号的装置，其已广泛的使用于众多自动化设备中，比如塑料成型设备。现有技术中，位移传感器通常安装于机电一体化设备的传动机构上，并在PLC控制装置的控制下对传动机构的运行位置进行实时位置反馈。PLC控制器通过连续监测位移传感器在设备上的位置反馈值，对其进行连续运动控制。

由于动力驱动机构的平稳运行关系到人的安全，设备的安全，以及被加工材料的安全，因此，PLC控制装置对运动机构运行位置的控制至关重要。

目前，用于位移传感器的PLC控制装置的电路结构设计不合理，存在一定的安全隐患。例如：现有的机构安全设计通常是在机构上安装限位开关，将限位开关的信息值输入到主PLC控制器中，再由主PLC控制器执行安全防护措施。该种安全防护方式在当主PLC控制器自身失效，或主PLC控制器运行速度慢导致输入响应慢等异常状况的条件下容易出现机构撞车、位移传感器拉杆（推杆）拉脱（顶出）等安全事故。也就是说，现有的建立在PLC主控制器工作正常、主PLC控制器处理与响应速度足够快基础上的安全防护方式已不能满足全面防护的实际需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于位移传感器的PLC扩展装置及控制系统，提升了位移传感器的安全防护功能，可独立控制位移传感器的限位工况，能够提供安全保护输出控制，稳定高效。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种用于位移传感器的PLC扩展装置，包括：用于输入位移传感器位置信息的位移传感器接入电路、用于存储对应所述位移传感器的限制值信息的寄存器、用于根据所述寄存器存储的所述限制值信息，检测由所述位移传感器接入电路输入的所述位置信息是否超出所述限制值信息并可进行告警信息输出的处理器，所述位移传感器接入电路和所述寄存器分别与所述处理器电连接；

所述用于位移传感器的PLC扩展装置还包括用于与主PLC控制器建立连接的通讯接口、限位告警输出电路以及为各个工作电路供电的模块工作电源，所述通讯接口和所述限位告警输出电路分别与所述处理器电连接。

优选的，所述位移传感器接入电路设置为多路，其包括多组用于接入所述位移传感器的输入端口、分别与所述多组输入端口相连接的电压信号输入处理前端电路以及用于循环扫描所述多组输入端口并可在其间进行切换的多路开关；

所述电压信号输入处理前端电路与所述多路开关电连接，所述多路开关与所述处理器电连接。

优选的，所述位移传感器接入电路还包括用于将由所述输入端口输入的模拟信号转换为所述位移传感器位置信息数字信号的模数转换器，所述模数转换器分别与所述多路开关和所述处理器电连接。

优选的，所述位移传感器接入电路还包括用于为所述位移传感器供电的位移传感器电源输出，所述电源输出分别接入所述位移传感器接入电路中。

优选的，所述寄存器包括对应存储所述位移传感器的左限制位置信息值的左限位值寄存器和对应存储所述位移传感器的右限制位置信息值的右限位值寄存器，所述左限位值寄存器和所述右限位值寄存器分别与所述处理器电连接。

本发明还公开了一种用于位移传感器的PLC控制系统。

本发明所提供的用于位移传感器的PLC扩展装置及控制系统，由于设置分别与处理器相连接的位移传感器接入电路、寄存器、通讯接口以及限位告警输出电路，处理器可通过通讯接口与主PLC控制器进行实时信息交互；处理器可分别通过位移传感器接入电路获取电子尺的当前实际位置值和存储于寄存器中的限制值信息，实时判断电子尺的实际位置是否超出电子尺的有效行程，并可通过限位告警输出电路输出急停和/或告警信息。本发明提升了位移传感器的安全防护功能，在主PLC控制器与扩展装置通讯异常、主PLC控制器自身失效，或主PLC控制器运行速度慢导致输入响应慢状况下，PLC扩展装置及控制系统可独立控制位移传感器的限位工况，能够提供安全保护输出控制，稳定高效。

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是本发明实施例用于位移传感器的PLC扩展装置实施例一的结构示意图；

图2是本发明实施例用于位移传感器的PLC扩展装置实施例二的结构示意图。

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用于位移传感器的PLC扩展装置，包括：用于输入位移传感器位置信息的位移传感器接入电路1、用于存储对应位移传感器的限制值信息的寄存器2、用于根据寄存器2存储的限制值信息，检测由位移传感器接入电路1输入的位置信息是否超出限制值并可输出告警信息的处理器3，位移传感器接入电路1和寄存器2分别与处理器3电连接；

用于位移传感器的PLC扩展装置还包括用于与PLC处理器建立连接的通讯接口4、用于接入电机驱动器或连锁保护装置的限位告警输出电路5以及为各个工作电路供电的模块工作电源6，通讯接口4和限位告警输出电路5分别与处理器3电连接。

位移传感器接入电路1是用于接入位移传感器及对位移传感器的当前位置信息进行信号转换的电路结构。优选的实施方式中，如图2所示，位移传感器接入电路1设置为多路，其包括多组用于接入位移传感器的输入端口11、分别与多组输入端口11相连接的电压信号输入处理前端电路12以及用于循环扫描多组输入端口11并在其间进行切换的多路开关13。其中，电压信号输入处理前端电路12与多路开关13电连接，多路开关13与处理器3电连接。

输入端口11是位移传感器接入电路1的I/O接入端口，本实施例共设置三个，也就是说，本发明的扩展装置可以接入一路电子尺，也可以接入多路电子尺。与输入端口11设置相连的是电压信号输入处理前端电路12，其能够起到滤波的作用，使由输入端口11输入的位移传感器的电压信号更趋稳定。本实施例中，电压信号输入处理前端电路12与输入端口11设置为与输入端口11相适配的三个。与上述三路电压信号输入处理前端电路12设置相连的是多路开关13，多路开关13的作用是对上述三组输入端口11进行循环扫描，并通过其扫描检测接入扩展装置电子尺的路数；此外，多路开关13还可以在多路电子尺端口中进行切换，以便后续对接入位移传感器接入电路1中的多路电子尺的当前位置信号进行转换。

优选的实施方式中，位移传感器接入电路1还包括用于将由输入端口11输入的模拟信号转换为位移传感器位置信息数字信号的模数转换器14，模数转换器14分别与多路开关13和处理器3电连接。实施时，模数转换器14将由多路开关13扫描输入的电压模拟信号进行转换，并输出相应的数字信号至处理器3中。以上为位移传感器进行供电的是位移传感器电源输出15，其分别接入多路位移传感器接入电路1中为电子尺提供稳定供电环境。

寄存器2是用于存储对应位移传感器的位置限制值信息的设备，通过在寄存器2中设置位置限制值信息，使得本发明的扩展装置可以在不设置左右限位开关的情况下实现对位置传感器有效行程的控制。寄存器2包括对应位移传感器的左限制位置信息值的左限位值寄存器LR和对应位移传感器的右限制位置信息值的右限位值寄存器RR，左限位值寄存器LR和右限位值寄存器RR分别与处理器3电连接。处理器3可根据寄存器2存储的限制值信息，检测由位移传感器接入电路1输入的位置信息是否超出位置限制值并可输出急停或告警信息。

具体实施时，每一路电子尺均可按照上述两个寄存器的结构进行配置，处理器3可分别读取经模数转换器14转换的数字信号以及存储于寄存器2中存储的限制值信息并判断电子尺是否超出电子尺的有效行程。其中，左限位值寄存器LR和右限位值寄存器RR分别存储的左限制位置信息值和右限制位置信息值可在扩展装置初始化过程中进行设置，由主PLC控制器或本发明扩展装置的处理器3进行写入，该信息值可根据应用的实际状况进行改变。

处理器3是分别与多路位移传感器接入电路1、寄存器2、通讯接口4以及限位告警输出电路5相连接的控制电路结构，其可控制移传感器接入电路1获取电子尺当前实际位置信息值，也可控制写入和读取寄存器2中存储的限制位置信息值，还可以通过判断或检测电子尺当前的实际位置值是否达到限制值信息控制限位告警输出电路5进行急停或告警信息的输出。具体实施时，处理器3可通过通讯接口4与主PLC控制器相连，用于与主PLC控制器进行部分控制信息的接收或发送。

限位告警输出电路5是用于接入电机驱动器或连锁保护装置的电路结构，其作用是连接电子尺上相应的保护设备并接收相应的处理器3输出的告警信息。在上述实施方式中，当处理器3判断或检测电子尺的实际位置值已经达到寄存器2中存储的限制值信息时，处理器3输出的急停和/或告警信息可经该限位告警输出电路5输出，由于与电子尺相连的保护设置接入限位告警输出电路5中，其接收该急停信息和/或告警信息后立即执行相应的操作。这样，通过限位告警输出电路5可有效的对限制位急停信息进行输出，保护到位移传感器驱动机构的安全；由于上述急停或告警信息可通过扩展装置的处理器3发出，不需要通过主PLC控制器的干预直接进行有效输出，克服了使用主PLC控制器部分条件下运行速度慢、驱动异常等问题，可避免因上述主PLC控制器异常导致的机构撞车、位移传感器拉杆（推杆）拉脱（顶出）等事故。

具体实施时，限位告警输出电路5可由用户根据具体应用连接电机驱动器或其他连锁保护装置，上述实施方式中的各个工作电路的电源由模块工作电源6进行提供。

本发明还公开了一种用于位移传感器的PLC控制系统，包括主PLC控制器9以及上述用于位移传感器的PLC扩展装置，主PLC控制器9通过通讯接口4连接至处理器3，与处理器3进行部分控制信息的接收或发送。

该用于位移传感器的PLC控制系统还可以包括电机驱动器或连锁保护装置，该电机驱动器或连锁保护装置接入限位告警输出电路5中，执行处理器3输出的急停和/或告警信息。本发明的一种用于位移传感器的PLC控制系统的实施方式与上述用于位移传感器的PLC扩展装置的实施方式相同，此处不再赘述。

实施本发明的用于位移传感器的PLC扩展装置及控制系统，由于设置分别与处理器相连接的位移传感器接入电路、寄存器、通讯接口以及限位告警输出电路，处理器可通过通讯接口与主PLC控制器进行实时信息交互；处理器可分别通过位移传感器接入电路获取电子尺的当前实际位置值和存储于寄存器中的限制值信息，实时判断电子尺的实际位置是否超出电子尺的有效行程，并可通过限位告警输出电路输出急停和/或告警信息。本发明提升了位移传感器的安全防护功能，在主PLC控制器与扩展装置通讯异常、主PLC控制器自身失效，或主PLC控制器运行速度慢导致输入响应慢状况下，PLC扩展装置及控制系统可独立控制位移传感器的限位状况，并可提供保护输出控制，稳定高效。

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 (7)

1.一种用于位移传感器的PLC扩展装置，其特征在于，包括：用于输入位移传感器位置信息的位移传感器接入电路（1）、用于存储对应所述位移传感器的限制值信息的寄存器（2）以及用于根据所述寄存器（2）存储的所述限制值信息，检测由所述位移传感器接入电路（1）输入的所述位置信息是否超出所述限制值信息并可进行告警信息输出的处理器（3），所述位移传感器接入电路（1）和所述寄存器（2）分别与所述处理器（3）电连接；

所述用于位移传感器的PLC扩展装置还包括用于与主PLC控制器建立连接的通讯接口（4）、限位告警输出电路（5）以及为各个工作电路供电的模块工作电源（6），所述通讯接口（4）和所述限位告警输出电路（5）分别与所述处理器（3）电连接。

2.如权利要求1所述的用于位移传感器的PLC扩展装置，其特征在于，所述位移传感器接入电路（1）设置为多路，其包括多组用于接入所述位移传感器的输入端口（11）、分别与所述多组输入端口（11）相连接的电压信号输入处理前端电路（12）以及用于循环扫描所述多组输入端口（11）并可在其间进行切换的多路开关（13）；

所述电压信号输入处理前端电路（12）与所述多路开关（13）电连接，所述多路开关（13）与所述处理器（3）电连接。

3.如权利要求2所述的用于位移传感器的PLC扩展装置，其特征在于，所述位移传感器接入电路（1）还包括用于将由所述输入端口（11）输入的模拟信号转换为所述位移传感器位置信息数字信号的模数转换器（14），所述模数转换器（14）分别与所述多路开关（13）和所述处理器（3）电连接。

4.如权利要求1-3任一项所述的用于位移传感器的PLC扩展装置，其特征在于，所述位移传感器接入电路（1）还包括用于为所述位移传感器供电的位移传感器电源输出（15），所述电源输出（15）分别接入所述位移传感器接入电路（1）中。

5.如权利要求1-3任一项所述的用于位移传感器的PLC扩展装置，其特征在于，所述寄存器（2）包括对应存储所述位移传感器的左限制位置信息值的左限位值寄存器（LR）和对应存储所述位移传感器的右限制位置信息值的右限位值寄存器（RR），所述左限位值寄存器（LR）和所述右限位值寄存器（RR）分别与所述处理器（3）电连接。

6.一种用于位移传感器的PLC控制系统，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的用于位移传感器的PLC扩展装置以及主PLC控制器（9），其中：所述主PLC控制器（9）通过所述通讯接口（4）连接至所述处理器（3）。

7.如权利要求6所述的用于位移传感器的PLC控制系统，其特征在于，还包括电机驱动器或连锁保护装置，所述电机驱动器或所述连锁保护装置接入所述限位告警输出电路（5）中。

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