CN201508480U - 一种通用微机工控端口 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种通用微机工控端口，其包括FPGA集成电路，所述FPGA集成电路的输出引脚分别连接数字量输出接口、模拟量输出接口；FPGA集成电路的输入引脚分别连接数字量输入接口、模拟量输入接口；FPGA集成电路还连接有RS232接口和RS485接口；所述FPGA集成电路拥有与微机主板匹配的接口和接地端。本实用新型的优点是：与微机主板连接后使微机具有通用微机和工控微机双重功能；而且既可以和微机配合使用，也可单独使用。

Description

一种通用微机工控端口

技术领域

本实用新型涉及一种工业控制端口，尤其是一种通用微机工控端口。

背景技术

目前工业自动控制中对变频器，伺服电机，步进电机等设备的控制，主要采用一些PLC，触摸屏或有关模块，如西门子、三菱、欧姆龙等产品。各设备之间的控制设备、接口有所不同，无法通用，同时有缺少特殊功能的缺点。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种通用微机工控端口，扩展了微机的使用范围，能广泛使用于工业控制。

按照本实用新型提供的技术方案，所述通用微机工控端口包括FPGA集成电路，所述FPGA集成电路的输出引脚分别连接数字量输出接口、模拟量输出接口；FPGA集成电路的输入引脚分别连接数字量输入接口、模拟量输入接口；FPGA集成电路还连接有RS232接口和RS485接口；所述FPGA集成电路拥有与微机主板匹配的接口和接地端。

所述FPGA集成电路与微机主板匹配的接口包括串行口、USB接口、并行接口、VGA显示接口、网卡接口中的一种或几种。

所述FPGA集成电路内部集成有或连接有差分输入接口、差分输出接口、高速计数接口、高速脉冲发生器接口或光电编码器专用鉴相接口。

所述FPGA集成电路内部集成有或连接有以太网接口。

本实用新型的优点是：与微机主板连接后使微机具有通用微机和工控微机双重功能；而且既可以和微机配合使用，也可单独使用。

附图说明

图1是本实用新型电路框图及与微机连接图。

图2是本实用新型的功能示意图。

图3是本实用新型控制伺服电机的连接图。

图4是伺服电机运行及控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示：本实用新型包括一块FPGA集成电路，FPGA集成电路的输出引脚分别连接数字量输出接口(型号P621)、模拟量输出接口(型号TLC5620)；FPGA集成电路的输入引脚分别连接数字量输入接口(型号P621)、模拟量输入接口(型号TLC549)；所述FPGA集成电路内部集成有(没有集成可以外接)光电编码器1/4脉冲检测及鉴相接口、差分输入接口、差分输出接口、高速计数接口、高速脉冲发生器接口；FPGA集成电路还连  接有RS232接口(型号MAX232)和RS485接口(型号MAX485)；所述FPGA集成电路拥有与微机主板匹配的接口和接地端。根据其形态和作用可称为万能工控卡。

本实用新型可以安装在通用的微机主机箱内，与微机主板相关端口连接，其扩展出来的接口留在机箱外壳上，便可将原有微机的功能与工控机的  功能相互支持，扩展了微机的使用范围，能在工业控制方面广泛使用。安装了本实用新型的微机则具有通用微机和工控微机双重功能。如图2所示，通过本实用新型的各种接口，可以连接变频器、伺服电机、步进电机、编码器、温度传感器、压力传感器、流量传感器、各种PLC等。

本实用新型采用了FPGA开发板作为工控界面电路的核心部分，外设高  速数字量输入输出口，模拟量输入输出口和RS232，RS485两个通讯口，同时可根据需要加以扩展。FPGA作为工控界面电路核心部分，能够编制出各种逻辑电路器件组成出脉冲发生器，各种计数器，光电编码器接口，差分输入输出接口，RS485通讯口等。由于这些元件都是在FPGA内部的硬件组合，因此具有很强的抗干扰性能，同时具有输入防抖及程序加密的性能。FPGA集成块的引脚由用户自己定义。编程语言采用计算机通用语言，如C语言，汇编语言等。

本实用新型也可以单独直接用于变频器，伺服控制器，步进电机等设备控制，因此在工业自动控制中可以代替目前市场上的一些PLC，触摸屏和有关模块，如西门子、三菱、欧姆龙等产品。

端口说明：

1.输入点：采用DC24V作为输入回路电源，输入采用光电隔离。每个模块8个输入，点数可以扩展。

2.输出点：采用DC24V作为输出回路供电，采用光电隔离，输出采用大电流达林顿管控制，每个模块8个输出，点数可以扩展。

3.模拟量输入：4路模拟量0～10V电压输入，精度为12位，点数可以扩展。

4.模拟量输出：4路模拟量0～10V电压输出，精度为12位，点数可以扩展。

5.通讯端口：一个RS232口，一个RS485口。

6.差分输入输出接口；用于长距离，高频率的脉冲收发(如远距离伺服控制)。

7.高速计数接口：与常规高速计数器功能相同。

8.高速脉冲发生器接口：用于占空比可调高速脉冲发生，最高脉冲频率可达10MHz。

如图3所示，在微机内插入万能工控卡与主板串行口或USB接口相连接，然后可以用微机直接控制伺服控制器驱动伺服电机，编码器将伺服电机的状态信息反馈给万能工控卡，实现速度控制和位置控制等。

如图4所示，其中运算为流程图的核心。算法如下，若晶振频率为50MHz，如果要获得10KHz的脉冲输出，则设定值为50MHz/10KHz＝5000即可，这样的高速输出对于通用微机来说轻而易举。

Claims (7)

1.一种通用微机工控端口，包括FPGA集成电路，其特征是：所述FPGA集成电路的输出引脚分别连接数字量输出接口、模拟量输出接口；FPGA集成电路的输入引脚分别连接数字量输入接口、模拟量输入接口；FPGA集成电路还连接有RS232接口和RS485接口；所述FPGA集成电路拥有与微机主板匹配的接口和接地端。

2.如权利要求1所述的通用微机工控端口，其特征是所述FPGA集成电路与微机主板匹配的接口包括串行口、USB接口、并行接口、VGA显示接口、网卡接口中的一种或几种。

3.如权利要求1所述的通用微机工控端口，其特征是所述FPGA集成电路内部集成有或连接有差分输入接口、差分输出接口。

4.如权利要求1所述的通用微机工控端口，其特征是所述FPGA集成电路内部集成有或连接有高速计数接口。

5.如权利要求1所述的通用微机工控端口，其特征是所述FPGA集成电路内部集成有或连接有高速脉冲发生器接口。

6.如权利要求1所述的通用微机工控端口，其特征是所述FPGA集成电路内部集成有或连接有光电编码器专用鉴相接口。

7.如权利要求1所述的通用微机工控端口，其特征是所述FPGA集成电路内部集成有或连接有以太网接口。

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