CN104035369A - Plc接口转换器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种PLC接口转换器，包括控制模块、电源模块、键盘模块、驱动模块、显示模块和多个通讯接口模块，键盘模块的选通信号输出端与控制模块的信号输入端连接，控制模块对选通的通讯接口类型进行识别，控制模块的输出端与驱动模块的输入端连接，驱动模块的输出端连接并驱动控制相应的显示模块和相应选通的通讯接口模块工作；电源模块分别与控制模块和驱动模块连接。本发明使得计算机可以与多台不同品牌的可编程逻辑控制器进行通信，保护PLC的接口。

Description

PLC接口转换器

技术领域

本发明涉及自动化专业教学器材，尤其是一种PLC接口转换器。

背景技术

现有的PLC通讯数据线基本以串口及USB接口为主，尤其是串口形式，一台计算机基本只有一个可使用串口，要实现一台计算机对多台可编程序控制器进行编程则只能不断地拔插，导致PLC的接口出现接触不良、断针或传输线断裂。即使是USB接口形式，一台计算机上能使用的USB接口也比较有限，使用时不方便。

目前市面上的自动化生产实训设备多由可编程序控制器作为控制核心，常见的品牌有西门子、三菱、欧姆龙、汇川等，各大品牌对于数据输出都拥有自己的编程电缆，无法通用，且价格不菲。

此外，市场多专攻于USB接口转换为RS232的类型，对于综合性的PLC转换器的产品极少，而且其转换只能局限于某种品牌的PLC使用。如：业宝科技推出的PLC接口转换盒，其端口是固定对应品牌；另外华平数码专营店推出的USB转4串口转换器串口集线器，使用要求编程软件具有自动识别COM口的功能，三菱的编程软件就不具备此功能。由此可见，目前市面上的产品只能针对某种品牌实现多台PLC数据链接转换，综合多种品牌的PLC转换器尚未有。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种解决一台计算机控制多台可编程序控制器时，不受计算机上端口数量限制的PLC接口转换器，避免经常拔插可编程序控制器上的通讯线导致通讯线损坏的问题。

本发明通过下述技术方案来实现：

PLC接口转换器，包括控制模块、电源模块、键盘模块、驱动模块、显示模块和多个通讯接口模块，键盘模块的选通信号输出端与控制模块的信号输入端连接，控制模块对选通的通讯接口类型进行识别，控制模块的输出端与驱动模块的输入端连接，驱动模块的输出端连接并驱动控制相应的显示模块和相应选通的通讯接口模块工作；电源模块分别与控制模块和驱动模块连接。

本发明进一步的改进方案包括：

所述键盘模块的按键包含择一选通互锁的档位按键和用于解锁的停止按键，通过所述控制模块的程序控制，对不同档位按键对应的信号通道进行互锁。

所述档位按键包括工作模式控制按键和通讯接口模块选通按键，所述档位按键的每个按键分别控制选通对应的所述通讯接口模块。

所述驱动模块包括驱动芯片，驱动芯片的各个输出端分别通过相应继电器与每个通讯接口模块串联连接，继电器开合控制每个通讯接口模块的工作与否。

所述显示模块包括发光二极管，一个发光二极管与一个限流电阻的串联电路并联接在每个所述继电器的两端，同步指示继电器的工作状态，清晰指示工作的通讯接口模块，发光二极管的阴极与所述驱动芯片的相应输出端连接，发光二极管的阳极与相应的限流电阻连接；每个继电器的两端都并联有一个续流二极管，抑制吸收反向电动势，保护其他电子元器件，该续流二极管的阳极与驱动芯片的相应输出端连接，该续流二极管的阴极与电源连接。

与所述工作模式控制按键连通的所述继电器为双刀四掷继电器，与通讯接口模块选通按键连通的所述继电器为双刀双掷继电器。

所述控制模块内置有程序控制模块，其时序控制步骤如下：

S1：通过所述键盘模块输入触发信号，所述控制模块对触发信号进行识别，选定工作模式；

S2：通过键盘模块再次输入触发信号，控制模块对再次输入的触发信号进行识别，选定按下所述通讯接口模块选通按键的触发信号，根据按下通讯接口模块选通按键的触发信号，控制模块控制驱动模块驱动显示模块，并选通相应的通讯接口模块。

步骤S1还包括如下步骤：

步骤001：输入输出信号初始化，所述工作模式控制按键输入触发信号；

步骤002：通过判断所述工作模式控制按键的触摸屏控制按键是否按下，判断PLC接口转换器的工作模式，如果触摸屏控制按键按下，经延时后，触摸屏指示灯亮显示，开启触摸屏工作模式，否则判断工作模式控制按键的个人电脑控制按键是否按下，如果个人电脑控制按键按下，经延时后，个人电脑指示灯亮显示，开启个人电脑工作模式，否则运行步骤002；

步骤003：判断停止按键是否按下，如果按下，运行步骤001，否则运行步骤004。

步骤004：通过判断触摸屏控制按键是否按下，判断PLC接口转换器的工作模式是否更改，如果触摸屏控制按键按下，触摸屏指示灯亮显示，运行步骤003，否则运行步骤005；

步骤005：判断个人电脑控制按键是否按下，如果个人电脑控制按键按下，个人电脑指示灯显示，运行步骤003，否则运行步骤006。

步骤S2还包括如下步骤：

步骤006：通过所述控制模块对所述通讯接口模块选通按键输入的触发信号进行识别判断，控制模块对所有通讯接口模块选通按键进行扫描，如果触发信号与相应的通讯接口模块选通按键的触发信号相等，经过延时，控制模块接通相应的继电器，相应的发光二极管指示灯亮显示，相应的通讯接口模块工作，运行步骤002，否则运行步骤003。

本发明的优点：

（1）本发明PLC接口转换器利用多个PLC通讯接口模块同时接多台不同品牌的可编程逻辑控制器的方案，实现了外接计算机通过本发明选通任一个PLC通讯接口模块，与外接的相应的可编程逻辑控制器进行通信，避免了不断地拔插，导致PLC的接口出现接触不良、断针或传输线断裂。

（2）本发明可以更改工作模式，通讯控制设备更多元化，应用范围更广。

附图说明

图1 为本发明的电路框图；

图2为图1的局部模块104具体电路图；

图3为本发明控制模块内置程序控制模块的时序控制流程图；

图4为图3步骤006的选通通讯接口模块工作的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明PLC接口转换器作进一步描述：

实施例1：

如图1，本发明PLC接口转换器，包括键盘模块101、控制模块102、驱动模块103、电源模块105、显示模块和多个通讯接口模块104，键盘模块101的选通信号输出端与控制模块102的信号输入端连接，控制模块102对选通的通讯接口类型进行识别，控制模块102的输出端与驱动模块103的输入端连接，驱动模块的输出端连接并驱动控制相应的显示模块和相应选通的通讯接口模块工作；电源模块105分别与控制模块102和驱动模块103连接。

其中，PLC为可编程逻辑控制器，控制模块采用型号为AT89C51的单片机。

键盘模块101的按键包含择一选通互锁的档位按键和用于解锁的停止按键，通过控制模块102的程序控制，对不同档位按键对应的信号通道进行互锁，一旦选定通道，必须按下外部中断的停止按键，才能重新选择通道。

档位按键包括工作模式控制按键和通讯接口模块选通按键，档位按键的每个按键分别控制选通对应的通讯接口模块，通讯接口模块可以为公母不同类型，也可以为不同品牌的通讯接口模块，并不更改通讯接口模块的通讯协议，提高了本发明的通用性；本实施例中的通讯接口模块为RS232，预备扩展的通讯接口有RS485、USB等通讯接口。

与工作模式控制按键连通的继电器为双刀四掷继电器，其采用型号为G2R-24-DC5，与通讯接口模块选通按键连通的所述继电器为双刀双掷继电器，其采用型号为OSA-SH-205DM5。

驱动模块103包括驱动芯片，本实施例中采用型号为ULN2003A的驱动芯片，驱动芯片的各个输出端分别通过相应继电器与每个通讯接口模块串联连接，继电器开合控制每个通讯接口模块的工作与否。

如图2，工作模式控制电路1042中，触摸屏控制电路包括继电器RL7、续流二极管D13、发光二极管D15（触摸屏指示灯）、限流电阻R16和触摸屏通讯接口模块J7，驱动模块的第一输出端和继电器RL7的1C端连接，发光二极管D15和限流电阻R16的串联电路与续流二极管D13的并联电路接在继电器RL7的两端，其中，发光二极管D15的阳极D7端和限流电阻R16的D7端连接，续流二极管D13的阳极1C端和发光二极管D15的阴极1C端与继电器RL7的1C端连接，续流二极管D13的阴极、限流电阻R16的一端及继电器RL7的一端分别与电源端VCC相连；继电器RL7的J72和 J73端分别与触摸屏通讯接口模块J7的J72和 J73端连接，继电器RL7的J82和 J83端分别与个人电脑通讯接口模块J8的J82和 J83端连接，继电器RL7与触摸屏通讯接口模块J7和个人电脑通讯接口模块J8的连接，实现工作模式的切换；继电器RL7的22端和3端分别连接继电器1#的22端和PLC通讯接口模块J1的3端，实现触摸屏通讯接口模块J7外接的触摸屏和PLC通讯接口模块J1外接PLC的通信。

工作模式控制电路1042中，PC控制电路（个人电脑控制电路）包括继电器RL8、续流二极管D14、发光二极管D16（个人电脑指示灯）、限流电阻R17和个人电脑通讯接口模块J8，驱动模块的第二输出端和继电器RL8的1C端连接，控制模块的输出端P2.7端通过发光二极管D16和限流电阻R17的串联电路接地，发光二极管D16的阴极D8端和限流电阻R17的D8端连接；续流二极管D14的并联电路接在继电器RL8的两端，续流二极管D14的阳极1C端与继电器RL8的1C端连接，续流二极管D14的阴极及继电器RL8的一端分别与电源VCC端连接；继电器RL8的J75和 J78端分别与触摸屏通讯接口模块J7的J75和 J78端连接，继电器RL8的J85和 J88端与个人电脑通讯接口模块J8的J85和 J88端连接，继电器RL8与触摸屏通讯接口模块J7和个人电脑通讯接口模块J8的连接，实现工作模式的切换；继电器RL8的55端和8端分别连接继电器1#的55端和PLC通讯接口模块J1的8端，实现个人电脑通讯接口模块J8外接的个人电脑和PLC通讯接口模块J1外接PLC的通信。

更改工作模式，通讯控制设备更多元化，应用范围更广。

PLC通讯接口模块选通控制电路1041，包括继电器1#、续流二极管D7、发光二极管D1（PLC通讯接口模块选通指示灯）、限流电阻R12和PLC通讯接口模块J1，驱动模块的第三输出端与继电器1#的RL1端连接，发光二极管D1和续流电阻R12的串联电路与续流二极管D7的并联电路接在继电器1#的两端，其中，发光二极管D1的阳极D1端和限流电阻R12的D1端连接，续流二极管D7的阳极RL1端和发光二极管D1的阴极RL1端与继电器1#的RL1端连接，续流二极管D7的阴极及限流电阻R12的一端分别与继电器1#的电源端VCC连接；继电器1#的J12和J15端分别与PLC通讯接口模块J1的J12和J15端连接，继电器1#的22端和55端分别与继电器RL7的22端和继电器RL8的55端连接。

根据本发明PLC接口转换器设计的PLC通讯接口模块的多少，PLC通讯接口模块选通控制电路1041可以设置n个，n大于等于1，由此，同时在本发明的n个PLC通讯接口模块接上n台不同品牌的可编程逻辑控制器，通过选通任一个PLC通讯接口模块，本发明外接计算机与外接的相应的可编程逻辑控制器进行通信，避免了不断地拔插，导致PLC的接口出现接触不良、断针或传输线断裂。

本实施例的PLC通讯接口模块选通控制电路1041可以设置6个，6个PLC通讯接口模块选通控制电路1041的线路连接方法一样，此处不做赘述。

上述所有的续流二极管采用型号为1N4007。

工作原理：当工作模式控制按键的触摸屏控制按键按下，产生一个低电平信号触发，AT89C51单片机的输出端输出高电平，ULN2003A驱动芯片的第一输出端输出低电平，发光二极管D15（触摸屏指示灯）亮显示，继电器RL7的J72端与22端、继电器RL7的J73端与3端、继电器RL8的 j75端与55端、以及继电器RL8的j78与8端同时触点闭合接通，触摸屏通讯接口模块J7工作，即处于触摸屏工作模式下；当通讯接口模块选通按键的1号按键按下时，产生一个低电平信号触发，AT89C51单片机的输出端输出高电平，ULN2003A驱动芯片的第三输出端输出低电平，发光二极管D1亮显示，继电器1#的J12端和22端，以及继电器1#的J15端和55端同时触点闭合接通，PLC通讯接口模块J1工作；至此，触摸屏通讯接口模块J7 与PLC通讯接口模块J1接通可以进行通信。

继电器RL7和继电器RL8接通常闭触点，是PC工作模式，其工作原理和触摸屏工作模式相同。

根据图2中电路连接方法，此处概括为：显示模块包括发光二极管，一个发光二极管与一个限流电阻的串联电路并联接在每个所述继电器的两端，同步指示继电器的工作状态，清晰指示工作的通讯接口模块，发光二极管的阴极与所述驱动芯片的相应输出端连接，发光二极管的阳极与相应的限流电阻连接；每个继电器的两端都并联有一个续流二极管，抑制吸收反向电动势，保护其他电子元器件，该续流二极管的阳极与驱动芯片的相应输出端连接，该续流二极管的阴极与电源连接。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例做了如下改进：

PLC接口转换器的控制模块102内置有程序控制模块，其时序控制步骤如下：

S1：输入输出信号初始化，通过键盘模块101输入触发信号，控制模块102对触发信号进行识别，选定工作模式；

S2：通过键盘模块101的再次输入触发信号，控制模块102对再次输入的触发信号进行识别，选定按下通讯接口模块选通按键的触发信号，根据按下通讯接口模块选通按键的触发信号，控制模块101控制驱动模块103驱动相应的显示模块亮显示，并选通相应的通讯接口模块。

如图3，步骤S1还包括如下步骤：

步骤001：工作模式控制按键输入触发信号；

步骤002：通过判断触摸屏控制按键是否按下，判断PLC接口转换器的工作模式，如果触摸屏控制按键按下，经延时后，触摸屏指示灯亮显示，开启触摸屏工作模式，否则判断个人电脑控制按键是否按下，如果个人电脑控制按键按下，经延时后，个人电脑指示灯亮显示，开启个人电脑工作模式，否则运行步骤002；

步骤003：判断停止按键是否按下，如果按下，运行步骤001，否则运行步骤004。

步骤004：通过判断触摸屏控制按键是否按下，判断PLC接口转换器的工作模式是否更改，如果触摸屏控制按键按下，触摸屏指示灯亮显示，运行步骤003，否则运行步骤005；

步骤005：判断个人电脑控制按键是否按下，如果个人电脑控制按键按下，个人电脑指示灯显示，运行步骤003，否则运行步骤006。

步骤S2还包括如下步骤：

步骤006：通过控制模块102对通讯接口模块选通按键输入的触发信号进行识别判断，控制模块102对所有通讯接口模块选通按键进行扫描，如果触发信号与相应的通讯接口模块选通按键的触发信号相等，经过延时，控制模块接通相应的继电器，相应的发光二极管指示灯亮显示，相应的通讯接口模块工作，运行步骤002，否则运行步骤003。

如图4，步骤006中控制模块对所有的通讯接口模块选通按键进行扫描的具体步骤如下：

步骤0061：判断触发信号是否为1#按键键入的触发信号，如果是，延时16ms，调用选通1#通道的表格数据，送到AT89C51单片机的输出端P2口，1#继电器（即继电器1#）和指示灯发光二极管D1接通，1#通道链接成功，运行步骤002，否则运行步骤0062；

步骤0062：判断触发信号是否为2#按键键入的触发信号，如果是，延时16ms，调用选通2#通道的表格数据，送到AT89C51单片机的输出端P2口，2#继电器和相应指示灯发光二极管接通，2#通道链接成功，运行步骤002，否则运行步骤0063；

步骤0063：判断触发信号是否为3#按键键入的触发信号，如果是，延时16ms，调用选通3#通道的表格数据，送到AT89C51单片机的输出端P2口，3#继电器和相应指示灯发光二极管接通，3#通道链接成功，运行步骤002，否则运行步骤0064；

步骤0064：判断触发信号是否为4#按键键入的触发信号，如果是，延时16ms，调用选通4#通道的表格数据，送到AT89C51单片机的输出端P2口，4#继电器和相应指示灯发光二极管接通，4#通道链接成功，运行步骤002，否则运行步骤0065；

步骤0065：判断触发信号是否为5#按键键入的触发信号，如果是，延时16ms，调用选通5#通道的表格数据，送到AT89C51单片机的输出端P2口，5#继电器和相应指示灯发光二极管接通，5#通道链接成功，运行步骤002，否则运行步骤0066；

步骤0066：判断触发信号是否为6#按键键入的触发信号，如果是，延时16ms，调用选通6#通道的表格数据，送到AT89C51单片机的输出端P2口，6#继电器和相应指示灯发光二极管接通，6#通道链接成功，运行步骤002，否则运行步骤003；

本发明不局限于上述具体实施方式，本领域的普通技术人员根据本发明做出的进一步拓展均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.PLC接口转换器，其特征在于：包括控制模块、电源模块、键盘模块、驱动模块、显示模块和多个通讯接口模块，键盘模块的选通信号输出端与控制模块的信号输入端连接，控制模块对选通的通讯接口类型进行识别，控制模块的输出端与驱动模块的输入端连接，驱动模块的输出端连接并驱动控制相应的显示模块和相应选通的通讯接口模块工作；电源模块分别与控制模块和驱动模块连接。

2.根据权利要求1所述的PLC接口转换器，其特征在于：所述键盘模块的按键包含择一选通互锁的档位按键和用于解锁的停止按键，通过所述控制模块的程序控制，对不同档位按键对应的信号通道进行互锁。

3.根据权利要求2所述的PLC接口转换器，其特征在于：所述档位按键包括工作模式控制按键和通讯接口模块选通按键，所述档位按键的每个按键分别控制选通对应的所述通讯接口模块。

4.根据权利要求3所述的PLC接口转换器，其特征在于：所述驱动模块包括驱动芯片，驱动芯片的各个输出端分别通过相应继电器与每个通讯接口模块串联连接，继电器开合控制每个通讯接口模块的工作与否。

5.根据权利要求4所述的PLC接口转换器，其特征在于：所述显示模块包括发光二极管，一个发光二极管与一个限流电阻的串联电路并联接在每个所述继电器的两端，同步指示继电器的工作状态，清晰指示工作的通讯接口模块，发光二极管的阴极与所述驱动芯片的相应输出端连接，发光二极管的阳极与相应的限流电阻连接；每个继电器的两端都并联有一个续流二极管，抑制吸收反向电动势，保护其它电子元器件，该续流二极管的阳极与驱动芯片的相应输出端连接，该续流二极管的阴极与电源连接。

6.根据权利要求5所述的PLC接口转换器，其特征在于：与所述工作模式控制按键连通的所述继电器为双刀四掷继电器，与通讯接口模块选通按键连通的所述继电器为双刀双掷继电器。

7.根据权利要求1-6种任一权利要求所述的PLC接口转换器，其特征在于所述控制模块内置有程序控制模块，其时序控制步骤如下：

S1：通过所述键盘模块输入触发信号，所述控制模块对触发信号进行识别，选定工作模式；

S2：通过键盘模块再次输入触发信号，控制模块对再次输入的触发信号进行识别，选定按下所述通讯接口模块选通按键的触发信号，根据按下通讯接口模块选通按键的触发信号，控制模块控制驱动模块驱动相应的显示模块亮显示，并选通相应的通讯接口模块。

8.根据权利要求7所述的PLC接口转换器，其特征在于步骤S1还包括如下步骤：

步骤001：输入输出信号初始化，所述工作模式控制按键输入触发信号；

步骤002：通过判断所述工作模式控制按键的触摸屏控制按键是否按下，判断PLC接口转换器的工作模式，如果触摸屏控制按键按下，经延时后，触摸屏指示灯亮显示，开启触摸屏工作模式，否则判断工作模式控制按键的个人电脑控制按键是否按下，如果个人电脑控制按键按下，经延时后，个人电脑指示灯亮显示，开启个人电脑工作模式，否则运行步骤002；

步骤003：判断停止按键是否按下，如果按下，运行步骤001，否则运行步骤004；

步骤004：通过判断触摸屏控制按键是否按下，判断PLC接口转换器的工作模式是否更改，如果触摸屏控制按键按下，触摸屏指示灯亮显示，运行步骤003，否则运行步骤005；

步骤005：判断个人电脑控制按键是否按下，如果个人电脑控制按键按下，个人电脑指示灯显示，运行步骤003，否则运行步骤006。

9.根据权利要求7所述的PLC接口转换器，其特征在于步骤S2还包括如下步骤：

步骤006：通过所述控制模块对所述通讯接口模块选通按键输入的触发信号进行识别判断，控制模块对所有通讯接口模块选通按键进行扫描，如果触发信号与相应的通讯接口模块选通按键的触发信号相等，经过延时，控制模块接通相应的继电器，相应的发光二极管指示灯亮显示，相应的通讯接口模块工作，运行步骤002，否则运行步骤003。