CN110888371A - 一种温控系统光耦隔离的多集型可编程逻辑控制器电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温控系统光耦隔离的多集型可编程逻辑控制器电路，包括电源部、MCU微控制单元、光耦隔离输入模块、执行模块、通讯转换模块、网络接口模块和串口模块，所述光耦隔离输入模块、执行模块、通讯转换模块和串口模块均与所述MCU微控制单元连接，所述网络接口模块与所述通讯转换模块连接，所述电源部包括电源接口、一次降压单元和二次降压单元，所述电源接口接入市电，且所述电源接口与一次降压单元的输入端连接，所述一次降压单元的输出端为12V电源；本发明稳定性好、可扩展性强，集成度高，实现了多路控制，安全性强，具有良好的市场应用价值。

Description

一种温控系统光耦隔离的多集型可编程逻辑控制器电路

技术领域

本发明涉及可编程逻辑控制器电路领域，尤其涉及一种温控系统光耦隔离的多集型可编程逻辑控制器电路。

背景技术

可编程逻辑控制器是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器，可以将控制指令随时载入内存进行储存与执行。可编程控制器由CPU、指令及数据内存、输入/输出接口、电源、数字模拟转换等功能单元组成。早期的可编程逻辑控制器只有逻辑控制的功能，所以被命名为可编程逻辑控制器，后来随着不断地发展，这些当初功能简单的计算机模块已经有了包括逻辑控制、时序控制、模拟控制、多机通信等各类功能。

现在工业上使用的可编程逻辑控制器已经相当或接近于一台紧凑型电脑的主机，其扩展性和可靠性方面虽有一定的提升，但是目前的工业控制领域要求无论是控制接口还是数据通讯接口都要向多集型靠近，现有的可编程逻辑控制器仍不满足于目前的各类工业控制领域，因此仍需要提高其扩展性及可靠性。

现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

为了解决现在技术存在的缺陷，本发明提供了一种温控系统光耦隔离的多集型可编程逻辑控制器电路。

本发明提供的技术文案，一种温控系统光耦隔离的多集型可编程逻辑控制器电路，包括电源部、MCU微控制单元、光耦隔离输入模块、执行模块、通讯转换模块、网络接口模块和串口模块，所述光耦隔离输入模块、执行模块、通讯转换模块和串口模块均与所述MCU微控制单元连接，所述网络接口模块与所述通讯转换模块连接，所述电源部包括电源接口、一次降压单元和二次降压单元，所述电源接口接入市电，且所述电源接口与一次降压单元的输入端连接，所述一次降压单元的输出端为12V电源，所述一次降压单元的输出端与所述二次降压单元的输入端连接，所述二次降压单元的输出端为3.3V电源，所述12V电源连接所述执行模块，为执行模块供电，所述3.3V电源分别连接所述MCU微控制单元、光耦隔离输入模块、通讯转换模块、网络接口模块和串口模块，并为所述MCU微控制单元、光耦隔离输入模块、通讯转换模块、网络接口模块和串口模块供电；

所述MCU微控制单元用于采集信号并发出信号；

所述光耦隔离输入模块用于对外置输入和MCU微控制单元进行光耦隔离；

所述执行模块用于接受MCU微控制单元发出的信号，并对被执行设备进行控制；

所述通讯转换模块用于实现MCU微控制单元与网络接口模块之间的通讯转换；

所述串口模块用于对MCU微控制单元提供串口通信。

优选地，还设有电压采集模块，所述电压采集模块包括电压采集接口J4和运算放大器U18，所述电压采集接口J4连接所述运算放大器U18的同相输入端，所述运算放大器U18的输出端连接所述MCU微控制单元的输入端，所述电压采集模块用于放大电压采集接口J4的电压值，并由MCU微控制单元进行采集。

优选地，所述运算放大器U18设置为双运算放大器,运算放大器U18包括放大器U18A和放大器U18B,所述电压采集模块采用放大器U18A进行放大，所述放大器U18B用于电流采集模块。

优选地，所述电流采集模块包括电流采集接口J5和所述放大器U18B，所述电流采集接口J5连接所述放大器U18B的同相输入端，所述放大器U18B的输出端连接所述MCU微控制单元的输入端，所述电流采集模块用于放大电流采集接口J5的电压值，并由MCU微控制单元进行采集，由MCU微控制单元进行换算为电流值。

优选地，还设有电压输出模块，所述电压输出模块包括双运算放大器U6和电压输出接口J3，双运算放大器U6包括放大器U6A和放大器U6B,所述放大器U6A的同相输入端连接所述MCU微控制单元的输出端，所述放大器U6A的输出端连接所述放大器U6B的同相输入端，所述放大U6B的输出端连接所述电压输出接口J3，所述放大器U6B的输出端与反相输入端连接，作为射极跟随器。

优选地，还设有电流输出模块，所述电流输出模块包括运算放大器U19、三极管Q2和电流输出接口J2，所述运算放大器U19的同相输入端连接所述MCU微控制单元的输出端，所述运算放大器U19的输出端连接所述三极管Q2的基极，所述运算放大器U19的反相输入端连接所述三极管Q2的发射极，三极管Q2的集电极连接于电流输出接口J2的2管脚，电流输出接口J2的1管脚接3.3V电源。

优选地，还设置PWM控制接口，所述PWM控制接口设有MOS驱动芯片U8，MOS驱动芯片U8的1管脚空置，2管脚连接12V电源，MOS驱动芯片U8的3管脚通过电阻R16连接MCU微控制单元的输出端，且MOS驱动芯片U8的3管脚通过电阻R18接地，MOS驱动芯片U8的4管脚接地，MOS驱动芯片U8的5管脚为PWM控制接口的输出端，连接被控设备。

优选地，所述光耦隔离输入模块包括光耦隔离输入接口J7、发光二极管和光耦合器，所述光耦隔离输入接口J7通过电阻连接发光二极管的负极,发光二极管的正极连接光耦合器的输入端的负极,光耦合器的输入端的正极连接外置电源，光耦合器的输出端的连接MCU微控制单元的输入端。

优选地，所述光耦隔离输入模块设置为多路输入线路，光耦隔离输入接口J7设置为输入接线端子，每路输入线路均连接于输入接线端子上，且输入接线端子上设置一外置电源的接线端，外置电源的接线端与外置电源连接，且外置电源的接线端与光耦合器的输入端的正极连接。

优选地，所述执行模块设置包括阵列驱动器和多路执行线路，每路执行线路分别连接于阵列驱动器的输出侧的多个输出端，阵列驱动器的输入侧连接于所述MCU微控制单元的输出端，每路执行线路包括继电器和执行接线端子，执行接线端子与阵列驱动器之间设置继电器。

相对于现有技术的有益效果，通过设置光耦隔离输入模块，实现输入与控制执行的光耦隔离，保证了安全性与稳定性；通过设置多路输入线路与多路执行线路，实现了多路的控制，节约了资源，降低了成本；通过设置网络接口模块、串口模块、PWM控制接口，实现了控制器的多种控制方式，增加了产品的适配范围；通过设置电压采集模块、电流采集模块、电压输出模块、电流输出模块，实现了对电压值和电流值的采集，同时提供了特定电压值和电流值的输出接口，增加了产品的输出接口，增加了产品的可扩展性；本发明稳定性好、可扩展性强，集成度高，实现了多路控制，安全性强，具有良好的市场应用价值。

附图说明

图1为本发明整体电路连接示意图；

图2为本发明电压采集模块电路图；

图3为本发明电流采集模块电路图；

图4为本发明电压输出模块电路图；

图5为本发明电流输出模块电路图；

图6为本发明PWM控制接口电路图；

图7为本发明光耦隔离输入模块电路图；

图8为本发明执行模块电路图；

图9为本发明通讯转换模块电路图；

图10为本发明网络接口模块电路图；

图11为本发明串口模块电路图；

图12为本发明电源部电路图一；

图13为本发明电源部电路图二；

图14为本发明MCU微控制单元电路图；

图15为本发明实施例二存储模块电路图。

具体实施方式

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。

下面结合附图对本发明作详细说明。

实施例一，如图1所示，一种温控系统光耦隔离的多集型可编程逻辑控制器电路，包括电源部、MCU微控制单元、光耦隔离输入模块、执行模块、通讯转换模块、网络接口模块和串口模块，所述光耦隔离输入模块、执行模块、通讯转换模块和串口模块均与所述MCU微控制单元连接，所述网络接口模块与所述通讯转换模块连接，所述电源部包括电源接口、一次降压单元和二次降压单元，所述电源接口接入市电，且所述电源接口与一次降压单元的输入端连接，所述一次降压单元的输出端为12V电源，所述一次降压单元的输出端与所述二次降压单元的输入端连接，所述二次降压单元的输出端为3.3V电源，所述12V电源连接所述执行模块，为执行模块供电，所述3.3V电源分别连接所述MCU微控制单元、光耦隔离输入模块、通讯转换模块、网络接口模块和串口模块，并为所述MCU微控制单元、光耦隔离输入模块、通讯转换模块、网络接口模块和串口模块供电；

所述MCU微控制单元用于采集信号并发出信号；

所述光耦隔离输入模块用于对外置输入和MCU微控制单元进行光耦隔离；

所述执行模块用于接受MCU微控制单元发出的信号，并对被执行设备进行控制；

所述通讯转换模块用于实现MCU微控制单元与网络接口模块之间的通讯转换；

所述串口模块用于对MCU微控制单元提供串口通信。

如图2所示，优选地，还设有电压采集模块，所述电压采集模块包括电压采集接口J4和运算放大器U18，所述电压采集接口J4连接所述运算放大器U18的同相输入端，所述运算放大器U18的输出端连接所述MCU微控制单元的输入端，所述电压采集模块用于放大电压采集接口J4的电压值，并由MCU微控制单元进行采集。

优选地，所述运算放大器U18设置为双运算放大器,运算放大器U18包括放大器U18A和放大器U18B,所述电压采集模块采用放大器U18A进行放大，所述放大器U18B用于电流采集模块。

进一步地，所述电压采集接口J4的高电位端通过串联电阻R28和R29连接于放大器U18A的同相输入端，电压采集接口J4的低电位端接地，且放大器U18A的同相输入端通过电阻R34接地，放大器U18A的供电端接3.3V电源，放大器U18A的接地端接地，放大器U18A的反相输入端通过电阻R44接地，放大器U18A的反相输入端通过电阻R38接放大器U18A的输出端，且放大器U18A的反相输入端通过串联电阻R40和电容C20连接放大器U18A的输出端，所述电压采集模块对电压采集接口J4进行电压采集，并通过放大器U18A进行放大，电容C20对高频杂波进行滤除。

如图3所示，优选地，所述电流采集模块包括电流采集接口J5和所述放大器U18B，所述电流采集接口J5连接所述放大器U18B的同相输入端，所述放大器U18B的输出端连接所述MCU微控制单元的输入端，所述电流采集模块用于放大电流采集接口J5的电压值，并由MCU微控制单元进行采集，由MCU微控制单元进行换算为电流值。

进一步地，所述电流采集接口J5的高电位端通过串联电阻R32和电阴R33连接于放大器U18B的同相输入端，且电流采集接口J5的高电位端通过电阻R35接地，电流采集接口J5的低电位端接地，放大器U18B的反相输入端通过电阻R42接地，放大器U18B的反相输入端通过电阻R36连接放大器U18B的输出端，放大器U18B的反相输入端通过串联电阻R39和电容C19连接放大器U18B的输出端，电容C19用于滤除放大器U18B的输出端的高频杂波。

如图4所示，优选地，还设有电压输出模块，所述电压输出模块包括双运算放大器U6和电压输出接口J3，双运算放大器U6包括放大器U6A和放大器U6B,所述放大器U6A的同相输入端连接所述MCU微控制单元的输出端，所述放大器U6A的输出端连接所述放大器U6B的同相输入端，所述放大器U6B的输出端连接所述电压输出接口J3，所述放大器U6B的输出端与反相输入端连接，作为射极跟随器；所述放大器U6A的反相输入端通过电阻R20连接于放大器U6A的输出端，所述放大器U6A的反相输入端通过电容C16连接于放大器U6A的输出端，且放大器U6A的反相输入端接地，所述放大器U6B的输出端连接于电压输出接口J3的高电位端，电压输出接口J3的低电位端接地；射极跟随器起缓冲、隔离、提高带载能力的作用。

如图5所示，优选地，还设有电流输出模块，所述电流输出模块包括运算放大器U19、三极管Q2和电流输出接口J2，所述运算放大器U19的同相输入端连接所述MCU微控制单元的输出端，所述运算放大器U19的输出端连接所述三极管Q2的基极，所述运算放大器U19的反相输入端连接所述三极管Q2的发射极，三极管Q2的集电极连接于电流输出接口J2的2管脚，电流输出接口J2的1管脚接3.3V电源；所述三极管Q2的发射极通过电阻R22接地，且三极管Q2的发射极通过电容C17接地；通过运算放大器U19控制三极管Q2不断的开关，来维持恒定的电流值。

如图6所示，优选地，还设置PWM控制接口，所述PWM控制接口设有MOS驱动芯片U8，MOS驱动芯片U8的1管脚空置，2管脚连接12V电源，MOS驱动芯片U8的3管脚通过电阻R16连接MCU微控制单元的输出端，且MOS驱动芯片U8的3管脚通过电阻R18接地，MOS驱动芯片U8的4管脚接地，MOS驱动芯片U8的5管脚为PWM控制接口的输出端，连接被控设备。

如图7所示，优选地，所述光耦隔离输入模块包括光耦隔离输入接口J7、发光二极管和光耦合器，所述光耦隔离输入接口J7通过电阻连接发光二极管的负极,发光二极管的正极连接光耦合器的输入端的负极,光耦合器的输入端的正极连接外置电源，光耦合器的输出端的连接MCU微控制单元的输入端。

优选地，所述光耦隔离输入模块设置为多路输入线路，光耦隔离输入接口J7设置为输入接线端子，每路输入线路均连接于输入接线端子上，且输入接线端子上设置一外置电源的接线端，外置电源的接线端与外置电源连接，且外置电源的接线端与光耦合器的输入端的正极连接。

所述输入接线端子设置为9位接线端，所述输入接线端子的9管脚，设置为外置电源的接线端，连接外置电源，光耦合器U7-U15输入端的正极均连接于外置电源的接线端，U7-U15光耦合器U7-U15的负极分别连接发光二极管D1-D8的正极，发光二极管D1-D8的负极分别通过电阻R21、R24、R27、R31、R37、R43、R45、R48对应连接于输入接线端子的8-1管脚，光耦合器U7-U11的输出侧的正极分别连接排阻R14的四个电阻管脚，排阻R14的公共管脚接3.3V电源，光耦合器U12-U15的输出侧的正极分别连接排阻R15的四个电阻管脚，排阻R15的公共管脚接3.3V电源，光耦合器U7-U15的输出侧的负极均接地，光耦合器U7-U15的正极连接所述MCU微控制单元的输入端。

如图8所示，优选地，所述执行模块设置包括阵列驱动器和多路执行线路，每路执行线路分别连接于阵列驱动器的输出侧的多个输出端，阵列驱动器的输入侧连接于所述MCU微控制单元的输出端，每路执行线路包括继电器和执行接线端子，执行接线端子与阵列驱动器之间设置继电器。

进一步地，所述阵列驱动器设置为八通道的阵列驱动器Q3，型号设置为ULN2803，阵列驱动器Q3的1-8管脚分别MCU微控制单元的输出端，阵列驱动器Q3的9管脚接地，阵列驱动器Q3的10管脚接12V电源，且阵列驱动器Q3的10管脚与9管脚之间通过电容C21连接，12电源分别连接继电器K1-K8的线圈正极，继电器K1-K8的线圈负极分别连接阵列驱动器Q3的11-18管脚，且12V电源分别通过一指示电路连接于阵列驱动器Q3的11-18管脚，指示电路包括电阻和发光二极管，如电阻的一端连接12V电源，电阻的另一端连接发光二极管的正极，发光二极管的负极连接阵列驱动器Q3的输出端，共计8个指示电路，用于分别指示8个继电器的工作状态，当继电器的线圈通电，则相应的发光二极管亮起，继电器K1-K4的定触点分别连接执行接线端子J8的1、3、4、6管脚，继电器K1-K2的动触点连接于执行接线端子J8的2管脚，继电器K3-K4的动触点连接于执行接线端子J8的5管脚，执行接线端子J8的2管脚和5管脚共连；继电器K5-K8的定触点分别连接执行接线端子J9的1、3、4、6管脚，继电器K5-K6的动触点均连接于执行接线端子J9的2管脚，继电器K7-K8的动触点均连接于执行接线端子J9的5管脚，执行接线端子J9的2管脚和5管脚共连。

例如，所述MCU微控制单元设有MCU芯片U5,MCU芯片U5的型号设置为STM32F103RC。

如图9所示，所述通讯转换模块设有通讯转换芯片U3，通讯转换芯片U3的型号为ENC28J60，通讯转换芯片U3的1管脚通过电容C9接地，通讯转换芯片U3的2管脚接地，通讯转换芯片U3的3和5管脚空置，通讯转换芯片U3的4管脚连接MCU芯片U5的39管脚，通讯转换芯片U3的6-9管脚分别连接MCU芯片U5的36-33管脚，通讯转换芯片U3的10管脚连接MCU芯片U5的40管脚，通讯转换芯片U3的11管脚接地，通讯转换芯片U3的14管脚通过电阻R12接地，通讯转换芯片U3的12和13管脚分别连接网络接口模块RJ1的6和3管脚，通讯转换芯片U3的15管脚接3.3V电源，通讯转换芯片U3的16和17管脚分别接网络接口模块RJ1的2和1管脚，通讯转换芯片U3的18管脚接地，通讯转换芯片U3的19和20管脚共连后接3.3V电源，通讯转换芯片U3的21和22管脚接地，通讯转换芯片U3的23和24管脚之间接晶振Y3，且通讯转换芯片U3的23和24管脚分别通过电容C14和C15接地，通讯转换芯片U3的25和28管脚接3.3V电源，通讯转换芯片U3的26和27管脚分别连接网络接口模块RJ1的12和9管脚，所述通讯转换模块实现MCU芯片U5与网络接口模块通讯模式的转换。

如图10所示，网络接口模块RJ1的型号设置为HR911105A，网络接口模块RJ1的1管脚通过串联电阻R5和电感L1接3.3V电源，网络接口模块RJ1的2管脚通过电阻R6接电感L1的低电位端，网络接口模块RJ1的4管脚接电感L1的低电位端，网络接口模块RJ1的4管脚通过电容C5接地，网络接口模块RJ1的3管脚和6管脚分别通过电阻R7和电阻R8接电容C8的高电位端，电容C8接地，网络接口模块RJ1的5管脚空置，网络接口模块RJ1的10和11管脚共连后接地，网络接口模块RJ1通过RJ45接头接入网络。

如图11所示，所述串口模块包括串口芯片U2和COM口COM1,所述串口芯片U2的型号设置为MAX3232，所述串口芯片U2的1和3管脚通过电容C2连接，所述串口芯片U2的4和5管脚通过电容C6连接，所述串口芯片U2的11和12管脚分别连接所述MCU芯片U5的42和43管脚，所述串口芯片U2的9和10管脚空置，所述串口芯片U2的15管脚接地，所述串口芯片U2的6管脚通过电容C12接地，所述串口芯片U2的7和8管脚空置，所述串口芯片U2的13和14管脚分别连接所述COM口COM1的3和2管脚，所述串口芯片U2的16管脚连接3.3V电源，所述串口芯片U2的2管脚通过电容C3接3.3V电源。

如图12和13所示，进一步地，电源接口J6的正极端接熔断器F1的一端，熔断器F1的另一端通过压敏电阻MOV1连接电源接口J6的负极端，电源接口J6的负极端接地，且熔断器F1的另一端连接整流二极管D17的正极，整流二极管D17的负极连接电感L2的一端，且整流二极管D17的负极通过电容C23接地，电感L2的另一端通过电容C25接地，电感L2的另一端连接DC-DC芯片U16的1管脚，DC-DC芯片U16的型号为LM2596R-ADJ，且DC-DC芯片U16的1管脚通过电容C26接地，DC-DC芯片U16的2和3管脚均接地，DC-DC芯片U16的4管脚连接电感L3的一端，且DC-DC芯片U16的4管脚反接续流二极管D18接地，电感L3的另一端通过电容C24连接DC-DC芯片U16的5管脚，且电感L3的另一端通过串联电阻R51和电阻R56接地，DC-DC芯片U16的5管脚连接于电阻R51和R56的中间端，DC-DC芯片U16的5管脚为反馈管脚，接收电阻R51和电阻R56中间端的电压，DC-DC芯片U16通过控制内部MOS管开关频率，维护输出电压稳定，电压L3另一端的电压即为12V电源，12V电源通过并联电容C29和电容C27接地，进行滤波操作；DC-DC芯片U16、续流二极管D18、电感L3、电容C24、电阻R51、电阻R56、电容C29构成一次降压单元。

进一步地，二次降压单元设有芯片DC-DC芯片U17，12V电源连接DC-DC芯片U17的3管脚，DC-DC芯片U17的型号设置为MP1470, DC-DC芯片U17的5管脚通过电阻R52接DC-DC芯片U17的3管脚 ，DC-DC芯片U17的1管脚接地，DC-DC芯片U17的6管脚通过电容C22连接DC-DC芯片U17的2管脚，DC-DC芯片U17的2管脚连接电感L4的一端，电感L4的另一端即为3.3V电源，电感L4的另一端通过串联电阻R53和R57接地，DC-DC芯片U17的4管脚通过电容C28连接电阻R53和R57的中间端，且DC-DC芯片U17的4管脚通过电阻R55连接电阻R53和R57的中间端,3.3V电源通过电容C30接地，进行滤波。

如图14所示，所述MCU芯片U5的1管脚通过反接肖特基二极管Q1，肖特基二极管Q1的负极连接所述MCU芯片U5的1管脚，肖特基二极管Q1的其中一个正极连接3V电池的正极，3V电池的负极接地，肖特基二极管Q1的另一个正极连接3.3V电源，所述MCU芯片U5的2管脚空置，所述MCU芯片U5的3管脚与4管脚之间连接晶振Y1，所述MCU芯片U5的5管脚与6管脚之间连接晶振Y2，且所述MCU芯片U5的3-6管脚通分别通过电容C1、C4、C7、C10接地，晶振Y1、晶振Y2、电容C1、电容C4、电容C7、电容C10构成MCU芯片U5的时钟电路；所述MCU微控制单元还设置有复位电路，复位电路设有复位芯片U4，复位芯片U4的型号设置为IMP809，复位芯片U4的1管脚接地，2管脚通过电阻R10连接所述MCU芯片U5的7管脚，复位芯片U4的3管脚接3.3V电源，且复位芯片U4的3管脚通过电容C11接地，所述MCU芯片U5的8-11管脚分别连接阵列驱动器Q3的1-4管脚，所述MCU芯片U5的12管脚接地，所述MCU芯片U5的13管脚通过电容C13接地，所述MCU芯片U5的13管脚连接3.3V电源，所述MCU芯片U5的14管脚连接放大器U18A的输出端，所述MCU芯片U5的15和17管脚空置，所述MCU芯片U5的16管脚连接放大器U18B的输出端，所述MCU芯片U5的18管脚接地，所述MCU芯片U5的19管脚接3.3V电源，所述MCU芯片U5的20和21管脚分别接放大器U6A的同相输入端和放大器U19的反相输入端，所述MCU芯片U5的22管脚空置，所述MCU芯片U5的23管脚通过电阻R16连接MOS驱动芯片U8的3管脚，所述MCU芯片U5的24和25管脚分别连接阵列驱动器Q3的5和6管脚，所述MCU芯片U5的26-28管脚分别连接所述光耦合器U7-U10的输出侧的正极，所述MCU芯片U5R 29和30管脚空置，所述MCU芯片U5的31管脚接地，所述MCU芯片U5的32管脚接3.3V电源，所述MCU芯片U5的33-36管脚分别接通讯转换芯片U3的9-6管脚，所述MCU芯片U5的37和38管脚分别接阵列驱动器Q3的7和8管脚，所述MCU芯片U5的39管脚连接通讯转换芯片U3的4管脚，所述MCU芯片U5的40管脚连接通讯转换芯片U3的10管脚，所述MCU芯片U5的41管脚空置，所述MCU芯片U5的42和43管脚分别连接所述串口芯片U2的11和12管脚，所述MCU芯片U5的44-46管脚空置，所述MCU芯片U5的47管脚接地，所述MCU芯片U5的48管脚接3.3V电源，所述MCU芯片U5的 49-54管脚空置，所述MCU芯片U5的55-59管脚分别连接光耦合器U11-U15的输出侧正极，所述MCU芯片U5的60管脚通过电阻R1接地，所述MCU芯片U5的61和62管脚空置，所述MCU芯片U5的63管脚接地，所述MCU芯片U5的64管脚接3.3V电源。

本发明的工作原理：

电源部，电源接口接入220V交流电，通过熔断器F1进行线路熔断保护，且通过压敏电阻MOV1进行过压保护，通过整流二极管D17进行半波整流，且通过电感L2和电容C25组成LC型滤波器进行滤波，得到99V的直流电压，通过DC-DC芯片U16进行一次降压，降至12V电压，即为12V电源，12V电压通过DC-DC芯片U17进行二次降压，输出3.3V电源。

光耦隔离输入模块，八路光耦隔离输入，当光耦隔离输入接口J7的1-8管脚中的任意一个管脚接收低电平，则将光耦合器输入侧的回路导通，相应的发光二极管亮起，相应的光耦合器输出侧导通，接低相应光耦合器输出侧的正极电平，给予MCU微控制单元一个低电平。

MCU微控制单元接收相应的低电平，发出一个低电平给予阵列驱动器Q3的输入侧的相应管脚，阵列驱动器Q3的输出侧相应管脚变更为低电平，与阵列驱动器Q3的输出侧相应管脚连接的继电器的线圈得电，相应的继电器闭合，与继电器连接的执行接线端子上的设备导通工作；通过光耦隔离输入模块，有效地防止因有电的连接而引起的干扰，特别是低压的控制电路与外部高压电路之间。

电压采集模块，电压采集接口J4处的电压值经过等比例的缩小后，由放大器U18A进行放大，由MCU微控制单元进行采集处理。

电流采集模块，电流采集接口J5处的电流经电阻R35后转换成电压值，并由放大器U18B进行放大，由MCU微控制单元进行采集，由MCU微控制单元进行换算为电流值。

电压输出模块，放大器U6A接收MCU微控制单元发出的电压信号，经过放大器U6A放大后输出，供给用电设备使用，输出的电压值为0-10V。

电流输出模块，放大器U19的同相输入端接收MCU微控制单元发出的电压信号，当放大器U19的反相输入端的电压值大于放大器U19的同相输入端的电压值时，输出低电平，三极管Q2断开，由放大器U19的同相输入端的电压值小于放大器U19的反相输入端的电压值，三极管Q2导通，通过运算放大器U19控制三极管Q2不断的开关，来维持恒定的电流值，使电流输出接口J2有恒定的电流输出。

PWM控制接口，通过MOS驱动芯片U8，实现通过MCU微控制单元对PWM控制接口输出端连接的被控制设备的控制。

串口模块，通过设置串口芯片U2和COM口COM1,实现COM口COM1与微控制单元之间的通信，增加一种通信方式，增加产品的适配性。

网络接接口模块和通讯转换模块配合，实现MCU微控制单元与网络之间的通信增加一种通信方式，增加产品的适配性。

如图15所示，实施例二，与实施例一不同之处在于，还设置存储模块，所述存储模块包括EEPROM存储器，所述EEPROM存储器的型号设置为24C02, EEPROM存储器的1-4管脚共连接地，EEPROM存储器5和6管脚连接MCU芯片U5的62和61管脚，且EEPROM存储器5和6管脚分别通过电阻R3和R2接3.3V电源，EEPROM存储器的7管脚接地，EEPROM存储器的8管脚接3.3V电源。

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种温控系统光耦隔离的多集型可编程逻辑控制器电路，其特征在于，包括电源部、MCU微控制单元、光耦隔离输入模块、执行模块、通讯转换模块、网络接口模块和串口模块，所述光耦隔离输入模块、执行模块、通讯转换模块和串口模块均与所述MCU微控制单元连接，所述网络接口模块与所述通讯转换模块连接，所述电源部包括电源接口、一次降压单元和二次降压单元，所述电源接口接入市电，且所述电源接口与一次降压单元的输入端连接，所述一次降压单元的输出端为12V电源，所述一次降压单元的输出端与所述二次降压单元的输入端连接，所述二次降压单元的输出端为3.3V电源，所述12V电源连接所述执行模块，为执行模块供电，所述3.3V电源分别连接所述MCU微控制单元、光耦隔离输入模块、通讯转换模块、网络接口模块和串口模块，并为所述MCU微控制单元、光耦隔离输入模块、通讯转换模块、网络接口模块和串口模块供电；

所述MCU微控制单元用于采集信号并发出信号；

所述光耦隔离输入模块用于对外置输入和MCU微控制单元进行光耦隔离；

所述执行模块用于接受MCU微控制单元发出的信号，并对被执行设备进行控制；

所述通讯转换模块用于实现MCU微控制单元与网络接口模块之间的通讯转换；

所述串口模块用于对MCU微控制单元提供串口通信。

2.根据权利要求1所述一种温控系统光耦隔离的多集型可编程逻辑控制器电路，其特征在于，还设有电压采集模块，所述电压采集模块包括电压采集接口J4和运算放大器U18，所述电压采集接口J4连接所述运算放大器U18的同相输入端，所述运算放大器U18的输出端连接所述MCU微控制单元的输入端，所述电压采集模块用于放大电压采集接口J4的电压值，并由MCU微控制单元进行采集。

3.根据权利要求2所述一种温控系统光耦隔离的多集型可编程逻辑控制器电路，其特征在于，所述运算放大器U18设置为双运算放大器,运算放大器U18包括放大器U18A和放大器U18B,所述电压采集模块采用放大器U18A进行放大，所述放大器U18B用于电流采集模块。

4.根据权利要求3所述一种温控系统光耦隔离的多集型可编程逻辑控制器电路，其特征在于，所述电流采集模块包括电流采集接口J5和所述放大器U18B，所述电流采集接口J5连接所述放大器U18B的同相输入端，所述放大器U18B的输出端连接所述MCU微控制单元的输入端，所述电流采集模块用于放大电流采集接口J5的电压值，并由MCU微控制单元进行采集，由MCU微控制单元进行换算为电流值。

5.根据权利要求1所述一种温控系统光耦隔离的多集型可编程逻辑控制器电路，其特征在于，还设有电压输出模块，所述电压输出模块包括双运算放大器U6和电压输出接口J3，双运算放大器U6包括放大器U6A和放大器U6B,所述放大器U6A的同相输入端连接所述MCU微控制单元的输出端，所述放大器U6A的输出端连接所述放大器U6B的同相输入端，所述放大U6B的输出端连接所述电压输出接口J3，所述放大器U6B的输出端与反相输入端连接，作为射极跟随器。

6.根据权利要求1所述一种温控系统光耦隔离的多集型可编程逻辑控制器电路，其特征在于，还设有电流输出模块，所述电流输出模块包括运算放大器U19、三极管Q2和电流输出接口J2，所述运算放大器U19的同相输入端连接所述MCU微控制单元的输出端，所述运算放大器U19的输出端连接所述三极管Q2的基极，所述运算放大器U19的反相输入端连接所述三极管Q2的发射极，三极管Q2的集电极连接于电流输出接口J2的2管脚，电流输出接口J2的1管脚接3.3V电源。

7.根据权利要求1所述一种温控系统光耦隔离的多集型可编程逻辑控制器电路，其特征在于，还设置PWM控制接口，所述PWM控制接口设有MOS驱动芯片U8，MOS驱动芯片U8的1管脚空置，2管脚连接12V电源，MOS驱动芯片U8的3管脚通过电阻R16连接MCU微控制单元的输出端，且MOS驱动芯片U8的3管脚通过电阻R18接地，MOS驱动芯片U8的4管脚接地，MOS驱动芯片U8的5管脚为PWM控制接口的输出端，连接被控设备。

8.根据权利要求1所述一种温控系统光耦隔离的多集型可编程逻辑控制器电路，其特征在于，所述光耦隔离输入模块包括光耦隔离输入接口J7、发光二极管和光耦合器，所述光耦隔离输入接口J7通过电阻连接发光二极管的负极,发光二极管的正极连接光耦合器的输入端的负极,光耦合器的输入端的正极连接外置电源，光耦合器的输出端的连接MCU微控制单元的输入端。

9.根据权利要求8所述一种温控系统光耦隔离的多集型可编程逻辑控制器电路，其特征在于，所述光耦隔离输入模块设置为多路输入线路，光耦隔离输入接口J7设置为输入接线端子，每路输入线路均连接于输入接线端子上，且输入接线端子上设置一外置电源的接线端，外置电源的接线端与外置电源连接，且外置电源的接线端与光耦合器的输入端的正极连接。

10.根据权利要求9所述一种温控系统光耦隔离的多集型可编程逻辑控制器电路，其特征在于，所述执行模块设置包括阵列驱动器和多路执行线路，每路执行线路分别连接于阵列驱动器的输出侧的多个输出端，阵列驱动器的输入侧连接于所述MCU微控制单元的输出端，每路执行线路包括继电器和执行接线端子，执行接线端子与阵列驱动器之间设置继电器，多路执行线路与多路输入线路相对应。

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