CN102902227B - 一种用于控制外接装置的电路系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制外接装置的电路系统，包括电路板和PLC控制器，电路板与PLC控制器相接；所述电路板上设有多个功能模块，功能模块用于扩展PLC控制器与外接装置连接的端口，且每个功能模块均通过可拆卸的连接方式与外接装置相接；所述PLC控制器将控制信号发送至功能模块，功能模块根据控制信号控制外接装置的工作状态，并且功能模块还将外接装置产生的信号反馈至PLC控制器，PLC控制器根据接收的信号再发出对应的控制信号至功能模块；本发明目的在于提供一种使用新扩展方式的电路系统，使得PLC控制器扩展后的占用空间少，接线出错的几率降低，并且便于维护。

Description

一种用于控制外接装置的电路系统
技术领域
本发明涉及一种电路系统，特别涉及一种使用PLC控制器的电路系统。
背景技术
PLC控制器(ProgrammablelogicController，可编程逻辑控制器)，是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的H存储器H，用于其内部H存储程序H，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，是工业控制的核心部分。
PLC控制器一般由国际专门的厂家生产、销售，在工业控制企业购买到PLC控制器后，在内部输入具体的控制程序实现控制功能。现在基本工业上的PLC控制器的控制端口都是插接式端口，因此行业内通用的接线方式是直接引线接线。
随着社会的发展，在各个行业内都需要运用电路系统控制大量的设备进行工作，而PLC控制器则是适用性较广的一种电路系统PLC控制器；但是需要控制的设备数量过多时，PLC控制器自身的端口数量不能够满足实际需要，所以经常要增加扩展模块以增加PLC控制器的端口数量。
而现有的扩展模块是通过组合的方式与PLC控制器接合，且每个扩展模块的体积也较大，所以增加的扩展模块越多，占用的空间也越大；更重要的是PLC控制器及扩展模块是通过接线的方式与设备连接，即每个端口引出一条连接线，因而连接线的数量庞大，导致接线时容易接错，而且当设备需要检修时，也难以找出是哪根线路出现问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种使用新扩展方式的电路系统，使得PLC控制器扩展后的占用空间少，接线出错的几率降低，并且便于维护。
上述用于控制外接装置的电路系统，包括电路板、插接式的PLC控制器，所述PLC控制器的插接口外接连线后与电路板上的PLC接口连接；
所述电路板上设有一个或多个功能模块，所述功能模块用于扩展PLC控制器与外接装置连接的端口；所述PLC控制器将控制信号发送至功能模块，功能模块根据控制信号控制外接装置的工作状态，并且功能模块还将外接装置产生的信号反馈至PLC控制器，PLC控制器根据接收的信号再发出对应的控制信号至功能模块；
所述功能模块包括数字输入单元、数字输出单元、模拟输入单元、模拟输出单元和通讯单元；
电路板上还设有用与PLC控制器连接的接口，所述接口包括地址译码模块、功能译码模块和接口硬件；所述接口分别与电路模块的各个单元连接；
电路板上还设有用与外接装置连接的多个端口，所述端口与数字输入单元、数字输出单元、模拟输入单元和模拟输出单元对应连接。
因为功能模块用于扩展PLC控制器与外接装置连接的端口，所以功能模块相当于现有技术的扩展模块；但是功能模块设于电路板上(实际上每个功能模块均是焊接在电路板上的一个电路模块)，所以每个功能模块的体积必然比现有的扩展模块的体积要小。
而且电路板与设备的连接方式通常为焊接或排线连接，不会存在大量的引线，所以接线出错的几率自然大大下降，而且对电路板进行检测远比对所有引线逐条检测要来得方便。
更进一步的，假若系统不能长时间停止运行，可以通过更换整块新的电路板解决问题，而且这一点是现有的PLC电路系统所不能实现的；因为现有的PLC系统即使更换新的PLC控制器，但由于需要重新接线，必然要花费大量时间，而且也不能保证接线的正确率。
优选的，所述数字输入单元通过光电耦合隔离输入。
优选的，所述数字输出单元连接有继电器开关，数字输出单元通过继电器开关控制外接装置的工作状态。
因为外接装置的工作电压通常较高，而电路系统的工作电压较低，采用光电耦合隔离或继电器开关，均为了避免高压电对电路系统造成损坏。
优选的，所述模拟输入单元接有传感器，模拟输入单元将传感器产生的信号转送至模数转换电路，模数转换电路将接收的信号转换为数字信号后送至PLC控制器，PLC控制器根据接收的信号发出对应的控制信号至功能模块；
数模转换电路接收PLC控制器发出的控制信号，并将其转换为模拟信号送至模拟输出单元，所述模拟输出单元与外接装置相接，模拟输出单元根据接收的信号控制外接装置的工作状态。
优选的，所述模拟输入单元通过光电耦合隔离输入。
选的，所述PLC控制器通过排插线与电路板可拆卸连接；所述电路板通过接线端子与外接装置可拆卸连接。
通过排线、接线端子进行连接，方便快捷，使设备的维护、更换更简单。
优选的，所述功能模块的数量为5个。
设置5个功能模块，相当于设置了5个扩展模块，而在现有技术下，设置5个扩展模块已经可以满足绝大部分控制系统的需求，所以本发明设置5个功能模块是为了能够满足大部分控制系统的需求。
优选的，所述电路板上设有扩展接口，功能模块通过所述扩展接口接入或接出电路系统。
因为功能模块是通过扩展接口与电路板相接，所以便于功能模块的扩展和更换；当PLC的接口不足时，只要增加更多的功能模块便能满足要求；当功能模块出现故障时，只要更换新的功能模块便可。
附图说明
图1是本发明电路系统结构示意图；
图2是本发明功能模块结构示意图；
图3是本发明数字输入单元工作示意图；
图4是本发明数字输入单元结构示意图；
图5是本发明数字输出单元工作示意图；
图6是本发明数字输出单元结构示意图；
图7是本发明模拟输入单元工作示意图；
图8是本发明模拟输入单元结构示意图；
图9是本发明模拟输出单元工作示意图；
图10是本发明模拟输出单元结构示意图；
图11是本发明通讯单元工作示意图；
图12是本发明通讯单元结构示意图。
具体实施方式
本发明的实施例如图1和2所示，包括电路板和PLC控制器1，PLC控制器1固定于电路板2上，且PLC控制器1的端口通过可插拔的排线与电路板2的线路连接(即与功能模块3连接)。
其中，通过排线连接，方便快捷，使设备的维护、更换更简单。
所述电路板2上设有5个功能模块3，每个功能模块3均为电路板2上的一个电路模块；且每个功能模块3均包括数字输入单元、数字输出单元、模拟输入单元、模拟输出单元、模数转换电路、数模转换电路和通讯单元。
其中，设置5个功能模块3，相当于设置了5个扩展模块，而在现有技术下，设置5个扩展模块3已经可以满足绝大部分控制系统的需求，所以本发明设置5个功能模块3是为了能够满足大部分控制系统的需求。
所述数字输入单元可接按键，压力开关，高温断路器或消防开关等，输入的信号通过光电隔离后再送至数字输入单元，数字输入单元将输入的信号转送至PLC控制器1，PLC控制器1根据接收的信号发出对应的控制信号至功能模块3。
所述数字输出单元接有继电器开关，继电器开关与外接装置相接，数字输出单元根据PLC控制器1发出的控制信号控制继电器开关的开断，以此外接装置4的工作状态。
其中与继电器开关相接的外接装置可以为送风机，空调，杀菌灯，除湿机等设备。
所述模拟输入单元接有传感器，传感器产生的信号通过光电隔离后再送至模拟输入单元，模拟输入单元将传感器产生的信号转送至模数转换电路，模数转换电路将接收的信号转换为数字信号后送至PLC控制器1，PLC控制器1根据接收的信号发出对应的控制信号至功能模块3。
其中，所述传感器可以为温度湿度传感器，压差传感器等。
所述数模转换电路接收PLC控制器1发出的控制信号，并将其转换为模拟信号送至模拟输出单元，所述模拟输出单元与外接装置相接，模拟输出单元根据接收的信号控制外接装置4的工作状态。
其中与模拟输出单元可以用于控制变频器频率，阀门开闭，加湿器湿度等。
所述通讯单元用于通讯。
其中上述各个模块的工作过程及具体结构如图3至12所示。
如图3所示，外部开关量经过光电耦合后送至数字输入单元，数字输入单元再将接收的信号转送至PLC，最终由PLC对接收的信号进行处理。
如图5所示，PLC将控制信号发送至数字输出单元，数字输出单元将接收的信号进行转送，转送的信号经放大电路放大后送至继电器，继电器根据接收的信号接通或关断，以此控制外接装置的工作状态。
如图7所示，模拟输入单元将接收的信号进行模数转换，转换后的信号再进行滤波，滤波后的信号送至PLC，PLC再对接收的信号进行处理。
如图9所示，PLC输出控制信号，模拟输出单元将接收的信号转为模拟信号，模拟信号经放大后送至外接设备。
如图11所示，PLC将控制信号发送至通讯单元，通讯单元将接收的信号转送至地址译码模块，地址译码模块对接收的信号进行编译，以确定控制信号分配的地址；地址编译后，控制信号发送至功能译码模块，功能译码模块对控制信后进行编译，以此输出对应的信号至数字输出单元和模拟输出单元；另外，数字输入单元和模拟输入单元将输入信号送至功能译码模块，功能译码模块将其编译、转送至地址译码模块，地址译码模块再将其编译送至通讯单元，最后通讯单元将接收的信号送至PLC。
其中，上述的通讯单元为拨码器。
因为功能模块3用于扩展PLC控制器1与外接装置连接的端口，所以功能模块3相当于现有技术的扩展模块；但是功能模块3设于电路板2上，所以每个功能模块3的体积必然比现有的扩展模块的体积要小。
而且电路板2与设备的连接方式为排线连接，不会存在大量的引线，所以接线出错的几率自然大大下降，而且对电路板2进行检测远比对所有引线逐条检测要来得方便。
更进一步的，假若系统不能长时间停止运行，可以通过更换整块新的电路板2解决问题，而且这一点是现有的PLC电路系统所不能实现的；因为现有的PLC系统即使更换新的PLC控制器，但由于需要重新接线，必然要花费大量时间，而且也不能保证接线的正确率。
另外，电路板上设有扩展接口，功能模块通过所述扩展接口接入或接出电路系统。
因为功能模块是通过扩展接口与电路板相接，所以便于功能模块的扩展和更换；当PLC的接口不足时，只要增加更多的功能模块便能满足要求；当功能模块出现故障时，只要更换新的功能模块便可。
在以上实施方式的基础上改进的也视为专利的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于控制外接装置的电路系统，其特征在于：包括电路板、插接式的PLC控制器，所述PLC控制器的插接口外接连线后与电路板上的PLC接口连接；
所述电路板上设有一个或多个功能模块，所述功能模块用于扩展PLC控制器与外接装置连接的端口；所述PLC控制器将控制信号发送至功能模块，功能模块根据控制信号控制外接装置的工作状态，并且功能模块还将外接装置产生的信号反馈至PLC控制器，PLC控制器根据接收的信号再发出对应的控制信号至功能模块；
所述功能模块包括数字输入单元、数字输出单元、模拟输入单元、模拟输出单元和通讯单元；
电路板上还设有用与PLC控制器连接的接口，所述接口包括地址译码模块、功能译码模块和接口硬件；所述接口分别与电路模块的各个单元连接；
PLC将控制信号发送至通讯单元，通讯单元将接收的信号转送至地址译码模块，地址译码模块对接收的信号进行编译，以确定控制信号分配的地址；地址编译后，控制信号发送至功能译码模块，功能译码模块对控制信后进行编译，以此输出对应的信号至数字输出单元和模拟输出单元；数字输入单元和模拟输入单元将输入信号送至功能译码模块，功能译码模块将其编译、转送至地址译码模块，地址译码模块再将其编译送至通讯单元，最后通讯单元将接收的信号送至PLC；
电路板上还设有用与外接装置连接的多个端口，所述端口与数字输入单元、数字输出单元、模拟输入单元和模拟输出单元对应连接；
所述PLC控制器通过排插线与电路板可拆卸连接；所述电路板通过接线端子与外接装置可拆卸连接；
所述电路板上设有扩展接口，功能模块通过所述扩展接口接入或接出电路系统；
所述数字输入单元通过光电耦合隔离输入。
2.根据权利要求1所述的电路系统，其特征在于：所述数字输出单元连接有继电器开关，数字输出单元通过继电器开关控制外接装置的工作状态。
3.根据权利要求1所述的电路系统，其特征在于：
所述模拟输入单元接有传感器，模拟输入单元将传感器产生的信号转送至模数转换电路，模数转换电路将接收的信号转换为数字信号后送至PLC控制器，PLC控制器根据接收的信号发出对应的控制信号至功能模块；
数模转换电路接收PLC控制器发出的控制信号，并将其转换为模拟信号送至模拟输出单元，所述模拟输出单元与外接装置相接，模拟输出单元根据接收的信号控制外接装置的工作状态。
4.根据权利要求3所述的电路系统，其特征在于：所述模拟输入单元通过光电耦合隔离输入。
5.根据权利要求1所述的电路系统，其特征在于：所述功能模块的数量为5个。
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