CN205862166U - 多功能通用控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多功能通用控制器,包括数字量输入模块、数字量输出模块、高速脉冲输入模块、PWM脉冲信号输出模块、CPU和用以为该控制器整体供电的电源模块,所述数字量输入模块、所述数字量输出模块、所述高速脉冲输入模块、所述PWM脉冲信号输出模块和所述电源模块均与所述CPU电性连接,所述数字量输入模块、所述数字量输出模块、所述高速脉冲输入模块均经由光电耦合器与所述CPU电性连接,所述高速脉冲输入模块用以与编码器电性连接,所述PWM脉冲信号输出模块与伺服电机电性连接。本实用新型能够实现电信号的隔离和过滤的作用,增加了系统的抗干扰能力,同时其还可直接对伺服电机进行速度、行程、方向等控制,来满足各种生产工艺要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及控制设备技术领域,尤其是涉及一种多功能通用控制器。
背景技术
通用控制器是针对各种应用场合而开发的混合型控制模块,可广泛应用于水利、电力、交通、石油、化工等各行业中。现有的通用控制器普遍存在如下几个缺点:1、信号采集精度低,易受现场电磁等干扰,大大降低了模拟信号采集的精度;2、不能直接对伺服电机进行速度、行程等进行控制,须额外增加变频器等装置,操作不便,同时增加制作成本。
实用新型内容
基于此,本实用新型在于克服现有技术的缺陷,提供一种多功能通用控制器,其能够实现电信号的隔离和过滤的作用,增加了系统的抗干扰能力,同时其还可直接对伺服电机进行速度、行程、方向等控制,来满足各种生产工艺要求。
其技术方案如下:
一种多功能通用控制器,包括数字量输入模块、数字量输出模块、高速脉冲输入模块、PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)脉冲信号输出模块、CPU(CentralProcessing Unit,中央处理器)和用以为该控制器整体供电的电源模块,所述数字量输入模块、所述数字量输出模块、所述高速脉冲输入模块、所述PWM脉冲信号输出模块和所述电源模块均与所述CPU电性连接,所述数字量输入模块、所述数字量输出模块、所述高速脉冲输入模块均经由光电耦合器与所述CPU电性连接,所述高速脉冲输入模块用以与编码器电性连接,所述PWM脉冲信号输出模块与伺服电机电性连接。
在其中一个实施例中,还包括输出软启动模块,所述输出软启动模块用以延迟所述数字量输出模块和所述PWM脉冲信号输出模块的通电时间。
在其中一个实施例中,还包括与所述CPU电性连接的掉电检测模块,所述掉电检测模块用以检测该控制器内掉电情况,并将掉电信号发送至CPU。
在其中一个实施例中,还包括与所述CPU电性连接的存储模块,所述存储模块用以在CPU检测到掉电信号时将系统数据存储。
在其中一个实施例中,所述存储模块为EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory,带电可擦可编程只读存储器)。
在其中一个实施例中,还包括通讯接口模块,所述CPU通过所述通讯接口模块与上位机电性连接。
在其中一个实施例中,所述通讯接口模块为RS-485。
在其中一个实施例中,所述CPU为ARM(Advanced RISC Machines,高级精简指令集处理器)芯片。
下面对前述技术方案的优点或原理进行说明:
本实用新型所述的多功能通用控制器,其数字输入模块以及数字输出模块均经由光电耦合器与CPU连接,使得控制器外部电路与内部电路之间没有了电的直接联系,而是通过光电耦合进行信号传递,能够实现电信号的隔离和过滤,增加了系统的抗干扰能力。同时其高速脉冲输入模块也利用高速光耦来实现外部编码器与CPU之间电信号中断,采用光信号传递来进行高速脉冲信号的输入。此外,本实用新型还设有PWM脉冲信号输出模块,通过CPU选择、电路优化设计等方法,使得脉冲周期在一定范围内连续可调,并采用互补输出的高速脉冲输出功能,用以输出周期可调的PWM脉冲信号来直接控制驱动伺服电机,从而对伺服电机进行速度、行程、方向等控制,来满足各种生产工艺要求。
本实用新型还包括输出软启动模块,由于在控制器系统上电瞬间,CPU各管脚会出现引脚电平不稳定的情况,通过输出软启动模块可以延迟输出电路的通电时间,避免出现输出误动作。
本实用新型还包括掉电检测模块,所述掉电检测模块用以检测该控制器内掉电情况,当系统电压降低到一定门限值时,掉电检测模块及时将掉电信号发送至CPU,CPU从而可控制执行相应的防控步骤。
当CPU检测到掉电信号后,其将重要系统数据及时保存到存储模块中,以防重要数据丢失,同时当系统下次启动时可从中读取使用。
本实用新型还包括通讯接口模块,用以与上位机来回通讯。在控制器工作过程中可以通过上位机写入系统参数给CPU,而系统的产量等相关信息也可以通过上位机来进行显示。
所述通讯接口模块为RS-485,RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性和长的传输距离等优;所述存储模块为EEPROM,EEPROM是一种掉电后数据不丢失的存储芯片;所述CPU为ARM芯片,ARM芯片体积小,功耗低,发热少,结构简单,制作成本低廉。
附图说明
图1为本实用新型实施例所述的多功能通用控制器的原理框图。
附图标记说明:
10、CPU,20、数字量输入模块,30、数字量输出模块,40、高速脉冲输入模块,50、PWM脉冲信号输出模块,60、电源模块,70、输出软启动模块,80、掉电检测模块,90、存储模块,100、通讯接口模块。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及具体实施方式,对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型,并不限定本实用新型的保护范围。
如图1所示,本实用新型所述的多功能通用控制器,包括数字量输入模块20、数字量输出模块30、高速脉冲输入模块40、PWM脉冲信号输出模块50、CPU 10和用以为该控制器整体供电的电源模块60。所述数字量输入模块20、所述数字量输出模块30、所述高速脉冲输入模块40、所述PWM脉冲信号输出模块50和所述电源模块60均与所述CPU 10电性连接。其中,所述数字量输入模块20、所述数字量输出模块30、所述高速脉冲输入模块40均经由光电耦合器与所述CPU 10电性连接,使得控制器外部电路与内部电路之间没有了电的直接联系,而是通过光电耦合进行信号传递,能够实现电信号的隔离和过滤,增加了系统的抗干扰能力。CPU 10所述高速脉冲输入模块40用以与编码器电性连接,所述PWM脉冲信号输出模块50与伺服电机电性连接,本实用新型可通过CPU 10选择、电路优化设计等方法,使得脉冲周期在一定范围内连续可调,并采用互补输出的高速脉冲输出功能,用以输出周期可调的PWM脉冲信号来直接控制驱动伺服电机,从而对伺服电机进行速度、行程、方向等控制,来满足各种生产工艺要求。
本实用新型还包括输出软启动模块70,所述数字量输出模块30和所述PWM脉冲信号输出模块50均通过所述输出软启动模块70与所述电源模块60连接,用以延迟其通电时间。由于在控制器系统上电瞬间,CPU 10各管脚会出现引脚电平不稳定的情况,通过输出软启动模块70可以延迟输出电路的通电时间,避免出现CPU 10输出误动作。
进一步地,本实用新型还包括与所述CPU 10电性连接的掉电检测模块80和存储模块90,所述存储模块90为EEPROM,EEPROM是一种掉电后数据不丢失的存储芯片。所述掉电检测模块80通过电压比较器及相关电路来检测该控制器内掉电情况,当系统电压降低到一定门限值时,掉电检测模块80及时将掉电信号发送至CPU 10,CPU 10从而能及时将重要系统数据保存到存储模块90中,以防重要数据丢失,同时当系统下次启动时可从中读取使用。
在本实施例中,本实用新型还包括通讯接口模块100,所述通讯接口模块100为RS-485,RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性和长的传输距离等优点。所述CPU 10通过所述通讯接口模块100与上位机、触摸屏或其它控制器电性连接。在控制器工作过程中可以通过上位机或触摸屏等写入系统参数给CPU 10,而系统的产量等相关信息也可以通过上位机或触摸屏等来进行显示。
在本实施例中,所述CPU 10为ARM芯片,ARM芯片体积小,功耗低,发热少,结构简单,制作成本低廉。
本实用新型整体工作过程如下:电源模块60给整个控制器系统供电,系统程序下载到CPU 10中,由CPU 10来控制整个系统的工作进行。数字量输入模块20和高速脉冲输入模块40负责接收工业现场的各种开关量信号,CPU 10根据程序逻辑及上位机设定的相关参数来控制数字量输出模块30和PWM脉冲信号输出模块50的输出信号,从而驱动现场各种开关量电器和伺服电机的工作。在系统上电时本实用新型具有输出软启动的功能,保证了上电瞬间各种电器不会出现误动作。当系统掉电时通过可通过掉电检测模块80和EEPROM来及时保存重要的系统参数,当系统重新启动时从EEPROM中读出掉电前的数据。本实用新型具有结构简单、组成完整、设计合理、功能齐全、成本低廉、抗干扰能力强和使用安全等特点,其简单实用,具有较好的通用性,可用于控制所有小规模机电产品。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种多功能通用控制器,其特征在于,包括数字量输入模块、数字量输出模块、高速脉冲输入模块、PWM脉冲信号输出模块、CPU和用以为该控制器整体供电的电源模块,所述数字量输入模块、所述数字量输出模块、所述高速脉冲输入模块、所述PWM脉冲信号输出模块和所述电源模块均与所述CPU电性连接,所述数字量输入模块、所述数字量输出模块、所述高速脉冲输入模块均经由光电耦合器与所述CPU电性连接,所述高速脉冲输入模块用以与编码器电性连接,所述PWM脉冲信号输出模块与伺服电机电性连接。
2.根据权利要求1所述的多功能通用控制器,其特征在于,还包括输出软启动模块,所述输出软启动模块用以延迟所述数字量输出模块和所述PWM脉冲信号输出模块的通电时间。
3.根据权利要求1所述的多功能通用控制器,其特征在于,还包括与所述CPU电性连接的掉电检测模块,所述掉电检测模块用以检测该控制器内掉电情况,并将掉电信号发送至CPU。
4.根据权利要求3所述的多功能通用控制器,其特征在于,还包括与所述CPU电性连接的存储模块,所述存储模块用以在CPU检测到掉电信号时将系统数据存储。
5.根据权利要求4所述的多功能通用控制器,其特征在于,所述存储模块为EEPROM。
6.根据权利要求1所述的多功能通用控制器,其特征在于,还包括通讯接口模块,所述CPU通过所述通讯接口模块与上位机电性连接。
7.根据权利要求6所述的多功能通用控制器,其特征在于,所述通讯接口模块为RS-485。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的多功能通用控制器,其特征在于,所述CPU为ARM芯片。
Priority Applications (1)
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CN201620801178.0U CN205862166U (zh) | 2016-07-27 | 2016-07-27 | 多功能通用控制器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN201620801178.0U CN205862166U (zh) | 2016-07-27 | 2016-07-27 | 多功能通用控制器 |
Publications (1)
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CN205862166U true CN205862166U (zh) | 2017-01-04 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110690841A (zh) * | 2018-07-05 | 2020-01-14 | 温州承锋电子科技有限公司 | 一种多功能集成伺服电机驱动系统 |
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