CN103744423B - 一种plc仿真调试器 - Google Patents

Abstract

一种PLC仿真调试器，包括电路板及电源，电源为PLC仿真调试器提供电能，电路板上有开关量输入模块、开关量输出显示模块、模拟电流输入模块、模拟电压输入模块、电阻量输入模块及热偶电阻输入模块，能够实现PLC的开关量输入、开关量输出、模拟电压量输入、模拟电流量输入、电阻量输入及热偶电阻量输入的参数监测和程序调试，功能齐全，操作方便。

Description

一种PLC仿真调试器

技术领域

本发明涉及一种PLC仿真调试器，尤其是一种多功能便携式PLC仿真调试器。

背景技术

由于PLC本身具有开关量输入，开关量输出，模拟量电压、电流、电阻输入及输出等多种形式的信号输入输出，导致几乎没有现成仪器可以同时满足PLC的仿真调试要求。现有的PLC仿真器多指PLC仿真软件，即在上位机或编程设备上软件模拟PLC程序的执行情况，该方式仅仅是对PLC软件程序的模拟，不涉及PLC硬件情况，难以反应实际运行中的情况。

针对于PLC的仿真原件市面上流行最广的是PLC的数字量输入模拟器，即将一组开关组合起来将一端插入PLC数字量输入通道内，模拟PLC开关量输入。这种只能模拟PLC的开关量输入，功能简单不能对PLC的数字量输出、模拟量输入及模拟量输出仿真。

对于现有的专业设备，比如4-20mA电流输出器，电压变送器等。这种多属于专业设备，精度高，功能全，当然相应成本贵，对于普通PLC使用者和学习者来说难以接受。同时这种设备多是电源供电，体积大，使用环境要求高，实用性不强。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种多功能便携式PLC仿真调试器。

本发明采用如下技术方案：

一种PLC仿真调试器，包括电路板及电源，所述电路板上有开关量输入模块、开关量输出显示模块、模拟电流输入模块、模拟电压输入模块、电阻量输入模块及热偶电阻输入模块；所述开关量输入模块设有多条开关支路，开关支路一端连接高电平，一端经开关连接开关量输入端子，控制开关的闭合状态为PLC调试提供所需的开关量；所述开关量输出显示模块设有多条显示支路，显示支路一端连接高电平，一端经发光二极管连接开关量输出端子，通过发光二极管的亮灭显示PLC调试中开关量的输出状态；所述模拟电压输入模块设有电压调制电路及电压量输入端子，电压调制电路将电源输入的电压进行调制，提供PLC调试所需的电压量；所述模拟电流输入模块设有电流调制电路及电流量输入端子，电流调制电路将输入的电压量调制成电流量，提供PLC调试所需的电流量；所述电阻量输入模块有滑动变阻器及电阻输入端子，调节滑动变阻器为PLC调试提供所需的电阻量；所述热偶电阻输入模块有热偶电阻及热偶电阻输入端子，为PLC调试提供所需的热偶电阻量。

优选地，开关支路有八条，每条开关支路均由开关量输入端子串联开关及电阻构成。

优选地，显示支路有八条，每条显示支路均由开关量输出端子串联发光二极及电阻组成。

优选地，开关量输入端子、开关量输出端子、电压量输入端子、电流量输入端子、电阻输入端子及热偶电阻输入端子分别与PLC对应端口相连接。

优选地，电压调制电路中有电源、第一三端稳压管、第二三端稳压管、双运算放大器、电阻及第一滑动变阻器组成；第一三端稳压管的输入端接电源正极，输出端连接双运算放大器的正电源输入端，第一三端稳压管输入端及输出端分别并联有稳压电容，第一滑动变阻器并联在第一三端稳压管的输出端；第二三端稳压管的输入端接电源负极，输出端连接双运算放大器的负电源输入端，第二三端稳压管输入端及输出端分别并联有稳压电容；双运算放大器的同向输入端连接第一滑动变阻器的滑动触头，反向输入端经电阻连接第一三端稳压管的输出端，反向输入端与输出端之间并联有电阻，双运算放大器的输出端作为电压量输入端子。

优选地，电流调制电路中有第三三端稳压管、第二滑动变阻器、三极管及运算放大器；第三三端稳压管的输入端连接第一三端稳压管的输出端，第三三端稳压管输入端及输出端分别并联有稳压电容，第二滑动变阻器并在第三三端稳压管的输出端，第二滑动变阻器的滑动触头连接运算放大器的同相输入端；运算放大器的输出端连接三极管的基极，运算放大器的反相输入端连接三极管的发射极，发射极经电阻接地，第三三端稳压管的输出端与三极管的集电极之间输出PLC调试所需的电流量。

优选地，电压调制电路、电流调制电路、开关支路、显示支路、电阻量输入模块及热偶电阻量输入模块电路图印制在电路板上。

优选地，电源为两节9V的电池串联而成。

本发明的有益效果：

电路板上有开关量输入模块、开关量输出显示模块、模拟电流输入模块、模拟电压输入模块、电阻量输入模块及热偶电阻输入模块，能够实现PLC的开关量输入、开关量输出、模拟电压量输入、模拟电流量输入、电阻量输入及热偶电阻量输入的参数监测和程序调试，功能齐全，操作方便。

模拟电压输入模块中电源正向连接一个78系列三端稳压管和电源反向连接一个79系列三端稳压管，为得到一定范围内的正负电压。

模拟电压输入模块中有双运算放大器与三端稳压器配合，双运算放大器是把两个通用型运算放大器集成在一个单片上，具有增益高，共模抑制比高、共模范围宽、补偿简单、工作稳定，两个运算放大器之间温度稳定性好等特点。

电阻量输入模块有滑动变阻器，可调节滑动变阻器，获得PLC调试所需要的电阻量。

电路图印制在电路板上，使得PLC仿真调试器的体积变小，携带方便。

电源为两节9V的电池串联而成，无需外接电源，使用方便。

附图说明

图1为控制面板布置图。

图2为电压调制电路图。

图3为电流调制电路图。

图4为开关量输入模块电路图。

图5为开关量输出显示模块电路图。

图6为电阻量输入模块电路图。

图7为热偶电阻输入模块电路图。

具体实施方式

根据图1至7对本发明的具体实施方式做进一步说明：

一种PLC仿真调试器，包括电路板27及电源，设有开关量输入模块、开关量输出显示模块、模拟电流输入模块、模拟电压输入模块、电阻量输入模块及热偶电阻输入模块，能够实现PLC的开关量输入、开关量输出、模拟电压量输入、模拟电流量输入、电阻量输入及热偶电阻量输入的参数监测和程序调试，功能齐全，操作方便。

模拟电压输入模块设有电压调制电路及电压量输入端子，电压调制电路中第一三端稳压管12（采用型号为7812的三端稳压管）的输入端接电源正极，输出端连接双运算放大器14的正电源输入端，第一三端稳压管12输入端并联有稳压电容9，输出端并联有稳压电容10，第一滑动变阻器13并联在第一三端稳压管12的输出端。第二三端稳压管15（采用型号为7912的三端稳压管）的输入端接电源负极，输出端连接双运算放大器14的负电源输入端，第二三端稳压管15输入端并联有稳压电容9’，输出端并联有稳压电容10’。双运算放大器14的同向输入端连接第一滑动变阻器13的滑动触头，反向输入端经电阻4连接第一三端稳压管12的输出端，反向输入端与输出端之间并联有电阻，双运算放大器14的输出端作为电压量输入端子。

模拟电流输入模块设有电流调制电路及电流量输入端子，电流调制电路中第三三端稳压管19（采用型号为7805的三端稳压管）的输入端连接第一三端稳压管12的输出端，第三三端稳压管19输入端并联有稳压电容17，输出端并联有稳压电容18，第二滑动变阻器16并在第三三端稳压管19的输出端，第二滑动变阻器16的滑动触头连接运算放大器20的同相输入端；运算放大器的输出端连接三极管22（三极管选用型号为8050）的基极B，运算放大器20的反相输入端连接三极管22的发射极E，发射极E经电阻21接地，第三三端稳压管19的输出端与三极管22的集电极C之间输出PLC调试所需的电流量。

开关量输入模块设有多条开关支路，开关支路一端连接高电平端口2，一端经电阻7、开关6连接开关量输入端子7，控制开关的闭合状态为PLC调试提供所需的开关量。

开关量输出显示模块设有多条显示支路，显示支路一端连接高电平端口8，一端经电阻24、发光二极管3连接开关量输出端子5，通过发光二极管的亮灭显示PLC调试中的输出状态。

电阻量输入模块有滑动变阻器11及电阻输入端子，调节滑动变阻器为PLC调试提供所需的电阻量。热偶电阻输入模块有热偶电阻25（热偶电阻采用PT100）及热偶电阻输入端子，为PLC调试提供所需的热偶电阻量。

此外，电源为两节9V的电池串联而成。可根据三端稳压管的输入电压范围更换相应的电源。

以下介绍一下PLC仿真调试器与PLC的连接及信号传递：

开关量输入：

如下一段简单的PLC程序：

在本程序中，调试PLC程序，需给程序中I0.0一个高电平信号，将图1中的开关量输入端子1和PLC的开关量输入模块的I0.0地址端子连起起来，端子2连接PLC的高电平端，即可实现I0.0高低电平的供给，按下开关量输入端子所在支路的对应的开关（即I0.0置为1），即可实现I0.0高低电平的供给，使以上程序运行。可根据需要闭合任意一条支路路或多多条支路开关，得到所需要的开关量。

开关量输出：

同样还是上面的程序，将图1中的开关量输出端子5和PLC的开关量输出模块的Q0.0地址端子连起起来，端子8与PLC的接地端连接，运行程序，当与开关量输出端子5对应的发光二极管发光，则说明PLC有信号输出。

模拟电压量输入：

给PLC输入电压信号，如图1所示，右上部分即为本试验新型的电压输入部分，首先，本设计中使用三端稳压管7812、三端稳压管7912及18V电源。如图1中端子201接电源正极,端子202接地，端子203接到电源负极，端子204接地，电压输入端子205将得到的±10V范围内的电压连接到PLC模拟量信号模块的电压端，端子206连接到PLC模拟量信号模块的共地端，实现外部电压信号的输入。其中，通过调节第一滑动变阻器13的滑动触头改变接入电路的电阻值来调节电压值的大小。

模拟量电流量输入：

实际中用到4-20mA电流，电流调制电路得到标准的4-20mA电流信号。使用时，将端子301接到PLC模拟信号模块的电流端，端子302接到PLC模拟信号模块的共地端，即可实现对PLC标准电流的输入。其中，通过调节第二滑动变阻器16的滑动触头改变接入电路的电阻值来调节电流值的大小。

电阻量输入：

一般PLC采集电阻输入信号为0-6KΩ，滑动变阻器11可调电阻值范围为0-10KΩ。将端子601接到PLC模拟量信号模块的电阻端，端子602接到PLC的高电平端，通过调节滑动变阻器11即可向PLC输入不同的模拟电阻信号。

热偶电阻量输入：

将端子701接到PLC模拟量信号模块的热偶电阻端，端子702接到PLC的高电平端，通过热偶电阻变化的阻值得到不同的温度信号输入。可改变热偶电阻25的温度获得不同的温度信号。

当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的指导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。

Claims (7)

1.一种PLC仿真调试器，其特征在于：包括电路板及电源，所述电路板上有开关量输入模块、开关量输出显示模块、模拟电流输入模块、模拟电压输入模块、电阻量输入模块及热偶电阻输入模块；

所述开关量输入模块设有多条开关支路，开关支路一端连接高电平，一端经开关连接开关量输入端子，控制开关的闭合状态为PLC调试提供所需的开关量；

所述开关量输出显示模块设有多条显示支路，显示支路一端连接高电平，一端经发光二极管连接开关量输出端子，通过发光二极管的亮灭显示PLC调试中开关量的输出状态；

所述模拟电压输入模块设有电压调制电路及电压量输入端子，电压调制电路将电源输入的电压进行调制，提供PLC调试所需的电压量；

所述模拟电流输入模块设有电流调制电路及电流量输入端子，电流调制电路将输入的电压量调制成电流量，提供PLC调试所需的电流量；

所述电阻量输入模块有滑动变阻器及电阻输入端子，调节滑动变阻器为PLC调试提供所需的电阻量；

所述热偶电阻输入模块有热偶电阻及热偶电阻输入端子，为PLC调试提供所需的热偶电阻量；

所述电压调制电路中有电源、第一三端稳压管、第二三端稳压管、双运算放大器、电阻及第一滑动变阻器组成；

第一三端稳压管的输入端接电源正极，输出端连接双运算放大器的正电源输入端，第一三端稳压管输入端及输出端分别并联有稳压电容，第一滑动变阻器并联在第一三端稳压管的输出端；

第二三端稳压管的输入端接电源负极，输出端连接双运算放大器的负电源输入端，第二三端稳压管输入端及输出端分别并联有稳压电容；

双运算放大器的同向输入端连接第一滑动变阻器的滑动触头，反向输入端经电阻连接第一三端稳压管的输出端，反向输入端与输出端之间并联有电阻，双运算放大器的输出端作为电压量输入端子。

2.根据权利要求1所述的一种PLC仿真调试器，其特征在于：所述开关支路有八条，每条开关支路均由开关量输入端子串联开关及电阻构成。

3.根据权利要求1所述的一种PLC仿真调试器，其特征在于：所述显示支路有八条，每条显示支路均由开关量输出端子串联发光二极及电阻组成。

4.根据权利要求1所述的一种PLC仿真调试器，其特征在于：所述开关量输入端子、开关量输出端子、电压量输入端子、电流量输入端子、电阻输入端子及热偶电阻输入端子分别与PLC对应端口相连接。

5.根据权利要求1所述的一种PLC仿真调试器，其特征在于：所述电流调制电路中有第三三端稳压管、第二滑动变阻器、三极管及运算放大器；第三三端稳压管的输入端连接第一三端稳压管的输出端，第三三端稳压管输入端及输出端分别并联有稳压电容，第二滑动变阻器并在第三三端稳压管的输出端，第二滑动变阻器的滑动触头连接运算放大器的同相输入端；

运算放大器的输出端连接三极管的基极，运算放大器的反相输入端连接三极管的发射极，发射极经电阻接地，第三三端稳压管的输出端与三极管的集电极之间输出PLC调试所需的电流量。

6.根据权利要求1所述的一种PLC仿真调试器，其特征在于：所述电压调制电路、电流调制电路、开关支路、显示支路、电阻量输入模块及热偶电阻量输入模块电路图印制在电路板上。

7.根据权利要求1所述的一种PLC仿真调试器，其特征在于：所述电源为两节9V的电池串联而成。