CN205247154U - Plc交流数字量输入模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型PLC交流数字量输入模块，属于工业自动化领域。本实用新型解决的技术问题是：现场信号的复杂性导致现有交流数字量信号采集模块输出的电平信号不稳定。本实用新型的技术方案为：PLC交流数字量输入模块，包括供电单元、交流数字量信号输入处理单元、MCU单元；供电单元为整个模块硬件单元以及MCU单元提供工作电源；交流数字量信号输入处理单元采集工业现场交流数字量信号，并将采集的信号进行处理、隔离；MCU用于接收经过所述数字量信号输入处理单元处理、隔离的信号，并将该信号通过总线上传给上位机。本实用新型的有益效果是：输出电平信号稳定，能满足不同工业现场对于交流输入信号阀值电压要求不同的需求。
Description
技术领域
本实用新型属于工业自动化领域，具体涉及一种PLC交流数字量输入模块。
背景技术
目前，在工业自动化现场运用中，可编程逻辑控制器PLC因其强大的功能、简单的图形化编程语言、丰富的通讯接口、广阔的应用领域，越来越受到工业现场自动化工程师的青睐。
工业自动化现场的PLC系统主要是以电源模块单元、CPU模块单元、I/O模块单元以及通讯模块单元构成；在工业自动化现场应用中，数字量输入模块一般以直流数字量信号采集模块为主，而用于工业自动化现场交流数字量信号的采集模块较少；在工业现场交流数字量输入信号采集过程中因为现场信号的复杂性，比如现场布线的不规范导致信号之间的相互干扰、交流数字量输入信号电压的不稳定、交流数字量输入信号不隔离等都会影响交流数字量信号采集模块的采集值。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种电平信号输出稳定的PLC交流数字量输入模块。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型PLC交流数字量输入模块，包括供电单元、交流数字量信号输入处理单元、MCU单元；
所述供电单元为整个模块硬件单元以及MCU单元提供工作电源；
所述交流数字量信号输入处理单元采集工业现场交流数字量信号，并将采集的信号进行处理、隔离；
所述MCU用于接收经过所述数字量信号输入处理单元处理、隔离的信号，并将该信号通过总线上传给上位机进行人机交互。
本实用新型PLC交流数字量输入模块与现有技术不同之处在于：本实用新型增加了交流数字量信号输入处理单元，该处理单元能将现场采集的信号进行处理和隔离，从而将稳定的电平信号传给MCU，避免了现场采集信号后直接传给MCU导致的电平信号不稳定，有利于人机交互。
本实用新型PLC交流数字量输入模块，所述交流数字量信号输入处理单元包括限流电路、阻容降压电路、整流电路、稳压电路、光耦电路和滤波电路。
本实用新型PLC交流数字量输入模块，交流数字量输入信号L端与第一电阻(相连，第一电阻的另一端与第一电容和第二电阻相连，第一电容(和第二电阻并联，第一电容的另一端以及第二电阻的另一端与整理桥的第一管脚相连，整流桥的第二管脚分别与第一稳压管的一端以及第二稳压管的一端相连，整流桥的第三管脚与输入信号N端相连，整流桥的第四管脚与第一稳压管的另一端相连，第二稳压管的另一端与二极管的一端相连，二极管的另一端与第三电阻相连，同时二极管的另一端分别与第三电容的一端以及第四电容的一端相连，第三电容的另一端以及第四电容的另一端均与第一稳压管的另一端相连，第三电阻的另一端分别与第四电阻以及光耦的第一管脚相连，光耦的第二管脚与第四电阻的另一端相连，光耦的第三管脚与信号地相连，光耦的第四管脚分别与第五电阻以及第六电阻相连，第五电阻的另一端分别与5V供电电源以及第二电容相连，第二电容的另一端分别与第六电阻以及施密特触发器的第一管脚相连，施密特触发器的第二管脚与MCU相连。
现场交流数字量信号通过第一电阻R1限流，然后经过第一电容C1和第二电阻R2组成的阻容降压回路降压得到低压交流信号，再将通过D1整流桥整流后的信号经过UC1光耦进行隔离输出，最后将光耦隔离的输出信号经过第六电阻RC2和第二电容CC1组成的RC滤波电路和74HC14整形后输出到MCU的IO管脚。一方面经过限流、阻容降压、整流、光耦和隔离后的电平信号更加稳定，不会因为采集的交流电压的不稳定而导致电平信号的跳变；另一方面通过阻容降压，第四电阻RB2以及光耦UC1参数的选取有效的降低了输入通道电流，大大降低了模块通道电路部分的功耗，提高了模块的散热性能。
本实用新型PLC交流数字量输入模块，所述交流数字量信号输入处理单元输出的信号为逻辑“0”和“1”。
一方面，数据表示采用二进制规定，更加符合MCU的内部各部分之间的通信标准；另一方面，通过调整第四电阻RB2的阻值以及第二稳压管DU2的稳压值可以调节模块交流信号输入通道逻辑“0”到“1”的阈值电压，满足了不同工业现场对于交流输入信号阈值电压要求不同的应用。
本实用新型PLC交流数字量输入模块，所述交流数字量输入信号范围是0-AC265V。
通常，国内工业自动化现场采集的是AC220V交流信号，0-AC265V包含了AC220V交流信号，使得本实用新型PLC交流数字量输入模块应用范围更加广阔。
本实用新型PLC交流数字量输入模块，所述交流数字量信号输入处理单元设有16路交流数字量输入处理通道。
综上所述，本实用新型的有益效果是，输出电平信号稳定，能满足不同工业现场对于交流输入信号阈值电压要求不同的需求。
下面结合附图对本实用新型的PLC交流数字量输入模块作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型PLC交流数字量输入处理单元的电路图。
具体实施方式
如图1所示，交流数字量输入信号L端与第一电阻R1相连，第一电阻R1的另一端与第一电容C1和第二电阻R2相连，第一电容C1和第二电阻R2并联，第一电容C1的另一端以及第二电阻R2的另一端与整理桥D1的管脚1相连，整流桥D1的管脚2分别与第一稳压管DU1和第二稳压管DU2的K端相连，整流桥D1的管脚3与输入信号N端相连，整流桥D1的管脚4与第一稳压管DU1的A端相连，第二稳压管DU2的A端与二极管DU3的A端相连，二极管DU3的K端与第三电阻RB1相连，同时二极管DU3的K端分别与第三电容CU1以及第四电容CU2的一端相连，第三电容CU1的另一端以及第四电容CU2的另一端均与第一稳压管DU1的A端相连，第三电阻RB1的另一端分别与第四电阻RB2以及光耦UC1的管脚1相连，光耦UC1的管脚2与第四电阻RB2的另一端相连，光耦UC1的管脚3与信号地相连，光耦UC1的管脚4分别与第五电阻RC1以及第六电阻RC2相连，第五电阻RC1的另一端分别与5V供电电源以及第二电容CC1相连，第二电容CC1的另一端分别与第六电阻RC2以及施密特触发器U1A的管脚1相连，施密特触发器U1A的管脚2与MCU相连。
本实用新型的工作原理是；所述交流数字量输入模块单元共有16路交流输入信号采集通道，每8组交流输入信号采集通道共用一个公共端，现场采集的交流数字量信号通过接线端子接入交流数字量信号输入处理单元。所述交流数字量信号输入处理单元将现场交流数字量信号通过R1电阻限流，然后经过C1和R2组成的阻容降压回路降压得到低压交流信号，再将通过D1整流桥整流后的信号经过UC1光耦进行隔离输出，最后将光耦隔离的输出信号经过RC2和CC1组成的RC滤波电路和74HC14整形后输出到MCU的IO管脚。
所述交流数字量信号输入处理单元通过调整电阻RB2的阻值以及稳压管DU2的稳压值可以调节模块交流信号输入通道逻辑“0”到“1”的阈值电压。
所述供电单元主要是为整个模块硬件电路以及MCU单元提供工作电源。
本实用新型未做特别说明的部件及其连接方式均采用现有技术。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.PLC交流数字量输入模块，其特征是：包括供电单元、交流数字量信号输入处理单元、MCU单元；
所述供电单元为整个模块硬件单元以及MCU单元提供工作电源；
所述交流数字量信号输入处理单元采集工业现场交流数字量信号，并将采集的信号进行处理、隔离；
所述MCU用于接收经过所述数字量信号输入处理单元处理、隔离的信号，并将该信号通过总线上传给上位机进行人机交互。
2.根据权利要求1所述的PLC交流数字量输入模块，其特征是：所述交流数字量信号输入处理单元包括限流电路、阻容降压电路、整流电路、稳压电路、光耦电路和滤波电路。
3.根据权利要求2所述的PLC交流数字量输入模块，其特征是：交流数字量输入信号L端与第一电阻(R1)相连，第一电阻(R1)的另一端与第一电容(C1)和第二电阻(R2)相连，第一电容(C1)和第二电阻(R2)并联，第一电容(C1)的另一端以及第二电阻(R2)的另一端与整理桥(D1)的第一管脚相连，整流桥(D1)的第二管脚分别与第一稳压管(DU1)的一端以及第二稳压管(DU2)的一端相连，整流桥(D1)的第三管脚与输入信号N端相连，整流桥(D1)的第四管脚与第一稳压管(DU1)的另一端相连，第二稳压管(DU2)的另一端与二极管(DU3)的一端相连，二极管(DU3)的另一端与第三电阻(RB1)相连，同时二极管(DU3)的另一端分别与第三电容(CU1)的一端以及第四电容(CU2)的一端相连，第三电容(CU1)的另一端以及第四电容(CU2)的另一端均与第一稳压管(DU1)的另一端相连，第三电阻(RB1)的另一端分别与第四电阻(RB2)以及光耦(UC1)的第一管脚相连，光耦(UC1)的第二管脚与第四电阻(RB2)的另一端相连，光耦(UC1)的第三管脚与信号地相连，光耦(UC1)的第四管脚分别与第五电阻(RC1)以及第六电阻(RC2)相连，第五电阻(RC1)的另一端分别与5V供电电源以及第二电容(CC1)相连，第二电容(CC1)的另一端分别与第六电阻(RC2)以及施密特触发器(U1A)的第一管脚相连，施密特触发器(U1A)的第二管脚与MCU相连。
4.根据权利要求1或2所述的PLC交流数字量输入模块，其特征是：所述交流数字量信号输入处理单元输出的信号为逻辑“0”和“1”。
5.根据权利要求4所述的PLC交流数字量输入模块，其特征是：所述交流数字量输入信号范围是0-AC265V。
6.根据权利要求5所述的PLC交流数字量输入模块，其特征是：所述交流数字量信号输入处理单元设有16路交流数字量输入处理通道。
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2015
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