CN210143018U - 一种基于工业以太网总线的继电器集成控制模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于工业以太网总线的继电器集成控制模块，包括处理器、以太网交换机、电源模块和位移缓存器，处理器与以太网交换机、电源模块和位移缓存器电连接，以太网交换机一路通过隔离变压器后与以太网连接器LINK1电连接，另一路通过隔离变压器后与以太网连接器LINK2电连接，位移缓存器与多个光耦电连接，多个光耦各自与一驱动放大芯片电连接，多个驱动放大芯片各自与一继电器电连接，多个继电器各自与一IO接口连接器电连接。本模块具有高集成度、高可靠性、方便工业现场快速组网和系统扩展；结构紧凑小巧，便与安装，全金属铝制外壳IP67防护等级，特别适应工业现场恶略环境中使用。

Description

一种基于工业以太网总线的继电器集成控制模块

技术领域

本实用新型涉及工业控制领域，尤其涉及一种基于工业以太网总线的继电器集成控制模块。

背景技术

通过继电器控制高电压、大电流驱动设备是工业控制的一种常用方法。在工业现场控制中会遇到以下问题：通过专门继电器柜控制功率设备，体积庞大，不方便安装；当控制设备分布不同工位时，不方便布线，布线线路长，材料成本增加；控制点数多少，数据输出效率低，控制实时性低；不具备标准工业总线协议，系统兼容性差，不方便扩展系统和工业组网控制，控制效率低。因此，研发一种基于工业以太网总线的继电器集成控制模块是个亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型要解决以上技术问题，提供一种基于工业以太网总线的继电器集成控制模块，体积小巧，具备标准工业以太网总线协议，方便系统组网和扩展。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于工业以太网总线的继电器集成控制模块，包括处理器、以太网交换机、电源模块和位移缓存器，所述处理器分别与以太网交换机、电源模块和位移缓存器电连接，所述以太网交换机一路通过隔离变压器后与以太网连接器LINK1电连接，另一路通过隔离变压器后与以太网连接器LINK2电连接，以太网交换机扩展两路以太网接口进行数据传输，所述位移缓存器与多个光耦电连接，多个所述光耦各自与一驱动放大芯片电连接，多个所述驱动放大芯片各自与一继电器电连接，多个所述继电器各自与一IO接口连接器电连接。

进一步的，本控制模块采用全金属铝制外壳，IP67防护等级，特别适应工业现场恶略环境中使用。

进一步的，所述电源模块与两个M12的L扣连接器IN和OUT电连接。电源模块将外部DC18～36V转换成内部电路需要3.3V和5V电平，同时电源OUT为下一级模块供电，方便模块级联。

进一步的，以太网连接器LINK1和以太网连接器LINK2分别与外部以太网通信电路连接。

进一步的，所述光耦、驱动放大芯片、继电器、IO接口连接器为1-8个。

进一步的，所述处理器型号为ARM Cortex-M4 STM32F407。所述电源模块包括LM2596和LM1117-3.3。所述以太网交换机型号为LAN9303。所述位移缓存器型号为74HC595。所述驱动放大芯片型号为UL2803。

进一步的，所述以太网连接器为M12-D扣以太网连接器，所述IO接口连接器为M12-T扣IO接口连接器。

进一步的，本控制模块采用以下方式进行级联：上一级L扣连接器OUT接口与下一级L扣连接器IN接口电连接，上一级以太网连接器LINK2与下一级以太网连接器LINK1电连接。

本实用新型具有的优点和积极效果是：本模块具有高集成度、高可靠性、方便工业现场快速组网和系统扩展；结构紧凑小巧，便与安装，全金属铝制外壳IP67防护等级，特别适应工业现场恶略环境中使用。在实际工业应用中可以极大的减少物料成本，提高了整体的生产效率，另外产品成本低，具有很强的市场竞争力。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图；

图2是模块级联系统框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。

如图1所示，一种基于工业以太网总线的继电器集成控制模块，包括处理器、以太网交换机、电源模块和位移缓存器，所述处理器分别与以太网交换机、电源模块和位移缓存器电连接，所述以太网交换机一路通过隔离变压器后与以太网连接器LINK1电连接，另一路通过隔离变压器后与以太网连接器LINK2电连接，以太网交换机扩展两路以太网接口进行数据传输，所述位移缓存器与多个光耦电连接，多个所述光耦各自与一驱动放大芯片电连接，多个所述驱动放大芯片各自与一继电器电连接，多个所述继电器各自与一IO接口连接器电连接。所述电源模块与两个M12的L扣连接器IN和OUT电连接。所述光耦、驱动放大芯片、继电器、IO接口连接器为1-8个。

所述处理器型号为ARM Cortex-M4 STM32F407。所述电源模块型号包括LM2596和LM1117-3.3。所述以太网交换机型号为LAN9303。所述位移缓存器型号为74HC595。所述驱动放大芯片型号为UL2803。所述以太网连接器为M12-D扣以太网连接器，所述IO接口连接器为M12-T扣IO接口连接器。

如图2所示，本控制模块采用以下方式进行级联：上一级L扣连接器OUT接口与下一级L扣连接器IN接口电连接，上一级以太网连接器LINK2与下一级以太网连接器LINK1电连接。

本实施例工作过程为：两个M12的L扣连接器IN和OUT与内部电源模块相连接，电源模块LM2596将外部DC18～36V电源输入转换成5V电平，LM1117-3.3将5V电平转换将成内部电路需要3.3V电平，同时电源OUT为下一级模块供电，方便模块级联。两个M12-D扣以太网连接器LINK1和LINK2与以太网通信电路连接，8个M12-T扣IO接口连接器和模块内部小型继电器连接，内部采用高性能ARM Cortex-M4处理器通过MII接口与三端口管理以太网交换机LAN9303通信，以太网交换机LAN9303扩展两路以太网接口LINK1和LINK2进行高速数据交换，处理器从LINK1口获取网络数据，经过协议解析出控制指令，通过处理器SPI接口经过位移缓存器74HC595串并转化扩展出8路IO经过光耦隔离UL2803驱动放大后驱动8路继电器工作，继电器可以驱动最大AC250V/5A，DC30V/3A功率负载；处理器同时将相关网络数据打包通过LINK2口发送给下一个模块的LINK1口。

针对工业现场应用需要，模块电路进行专门的硬件：电源模块具有过压和欠压保护保护电路，电源接口可以承受500V浪涌冲击；以太网接口采用了隔离变压器设计可以保证通信2kV的快速脉冲群测试，保证通信功能正常；处理器MCU输出接口采用光电隔离和驱动放大电路可增大了驱动能力同时隔绝了现场干扰；高性能的处理器可以快速处理大量的通信数据；软件上集成标准以太网工业协议(EtherCAT、Modbus/TCP、EtherNet/IP、ProfiNet)满足了不同现场的需求，专门的设计嵌入式实时系统可以满足现场实时控制的需求。特别适用于大数据量传输和实时控制系统，模块具有高集成度、高可靠性、方便工业现场快速组网和系统扩展；外形尺寸为185x65x35mm，结构紧凑小巧，便与安装；全金属铝制外壳IP67防护等级，特别适应工业现场恶略环境中使用。在实际工业应用中可以极大的减少物料成本，提高了整体的生产效率，另外产品成本低，具有很强的市场竞争力。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种基于工业以太网总线的继电器集成控制模块，其特征在于：包括处理器、以太网交换机、电源模块和位移缓存器，所述处理器分别与以太网交换机、电源模块和位移缓存器电连接，所述以太网交换机一路通过隔离变压器后与以太网连接器LINK1电连接，另一路通过隔离变压器后与以太网连接器LINK2电连接，所述位移缓存器与多个光耦电连接，多个所述光耦各自与一驱动放大芯片电连接，多个所述驱动放大芯片各自与一继电器电连接，多个所述继电器各自与一IO接口连接器电连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于工业以太网总线的继电器集成控制模块，其特征在于：本控制模块采用全金属铝制外壳，IP67防护等级。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于工业以太网总线的继电器集成控制模块，其特征在于：所述电源模块与两个M12的L扣连接器IN和OUT电连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于工业以太网总线的继电器集成控制模块，其特征在于：以太网连接器LINK1和以太网连接器LINK2分别与外部以太网通信电路连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于工业以太网总线的继电器集成控制模块，其特征在于：所述光耦、驱动放大芯片、继电器、IO接口连接器为1-8个。

6.根据权利要求1所述的一种基于工业以太网总线的继电器集成控制模块，其特征在于：所述处理器型号为STM32F407，所述以太网交换机型号为LAN9303，所述位移缓存器型号为74HC595，所述驱动放大芯片型号为UL2803。

7.根据权利要求1所述的一种基于工业以太网总线的继电器集成控制模块，其特征在于：所述以太网连接器为M12-D扣以太网连接器，所述IO接口连接器为M12-T扣IO接口连接器。

8.根据权利要求3所述的一种基于工业以太网总线的继电器集成控制模块，其特征在于：本控制模块采用以下方式进行级联：上一级L扣连接器OUT接口与下一级L扣连接器IN接口电连接，上一级以太网连接器LINK2与下一级以太网连接器LINK1电连接。

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