CN2144828Y

CN2144828Y - 可编程序控制器双向i/o模块

Info

Publication number: CN2144828Y
Application number: CN 93236212
Authority: CN
Inventors: 汤嘉伦; 汤易
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-02-10
Filing date: 1993-02-10
Publication date: 1993-10-27
Anticipated expiration: 2003-02-10

Abstract

本实用新型可编程序控制器双向I/O模块涉及的是一种可编程序控制器，适用于工业控制系统。主要结构具有印刷电路板、接线端子、多芯插座，印刷电路板上装有集成电路、电阻、电容、晶体管、达林顿电路等电子元器件，采用了具有双向功能的I/O模块或是在模块中采用了具有双向功能的I/O点。电子线路由门电路、光电隔离器件、多种转换器，或多路数据选择器，可寻址锁存器接口电路组成。可编程序控制器采用了双向I/O模块后可显著减少模块数量、接线端子数量和节约大量引线。

Description

本实用新型可编程序控制器双向I／O模块涉及的是一种可编程序控制器，适用于工业控制系统。

目前市场上各型进口PC机及国产PC机均无开关量双向I／O模块，有的可编程序控制器（PC），其开关量输入模块只具有输入功能，开关量输出模块只具有输出功能，输入输出混合模块是输入点和输出点的简单混合，各点也只有一种功能。由于其I／O模块功能单一，所以在需用大量开关量输入信号和输出信号的系统中，采用现有可编程序控制器，就需要大量的输入点和输出点，必须为其配置很多的单向I／O模块。增加了可编程序控制器硬件的开销，又耗用了大量外部引线，还降低了系统的可靠性。

本实用新型的目的是提供一种可编程序控制器双向I／O模块，模块上含有若干个双向I／O点，各点具有输入输出双向功能，采用了双向I／O模块后，即可省去很多输入点和输出点，既可节约模块又可节约大量外部引线，从而降低系统成本，提高系统可靠性。

可编程序控制器双向I／O模块是采取以下方式实现的，可编程序控制器双向I／O模块是一种可编程序控制器PC的部件，采用了具有双向功能的I／O模块或是在模块中采用了具有双向功能的I／O点，每位输入输出共用一个结点，主要结构由印刷电路板，接线端子、多芯插座、以及由集成电路、光电隔离器件、电阻、电容、发光二极管、三极管、达林顿电路等电子元器件构成电子线路组成。它是用印刷电路板的接插件来与整机连接。电子线路由门电路、光电隔离器件电路以及电阻，多路转接器或多路数据选择器、可寻址锁存器，接口电路组成。门电路由集成电路U1、U2、U3构成，U1可采用集成电路74LS240，U2可采用集成电路4049，U3可采用集成电路4050，光电隔离器件U可采用PC－177，配用电阻R1～R11。门电路光电隔离器件及电阻构成了由CPU I／O扩展口至多路转接器U6、U8及可寻址锁存器U7、U8之间的信号通道。多路转接器电路或多路数据选择器由集成块U6、U8构成，可寻址锁存器由集成块U7、U8组成，多路转接器与可寻址锁存器，行使对多路输入信号的扫描读数及输出信号的分配的职能。集成块U6、U8可采用集成块4051、或4512，集成块U7、U8可采用4599。M7～M22为16位接口电路，每位接口电路又由电阻R7～R11，二极管d1、d2、d4、发光二极管d3电容C1和达林顿电路U10构成，完成与外界输入输出信号接口的功能。

通常可编程序控制器单向功能的输出模块有晶体管直流输出、继电器触点输出可控硅输出等，根据相同的原理，也可以采用不同的输出元件组成不同的双向功能接口电路，若达林顿电路U10改为一继电器的常开触点，并接于d4阴极与地之间，继电器线圈由输出信号驱动则即为继电器输出方式。若输出器件改用可控硅外接电源改用交流供电则可构成可控硅输出方式。

可编程序控制器双向I／O模块的采用，使可编程序控制器（PC）增添了一种新的模块品种，其功能类似于CPU的双向I／O口。模块上含有若干个双向I／O点，各点具有输入输出双向功能。每个双向I／O点可单独作为输入点使用，也可单独作为输出点使用，也可作为输入输出点共用，使用更为灵活方便。作为输入输出点共用时，一位的双向I／O点可代替一位的输入点和一位的输出点在很多场合采用了双向I／O，模块后，即可省去很多输入点和输出点。既可节约模块又可节约大量外部引线，从而降低系统成本，提高系统可靠性。对于现场需用大量的开关量输入输出信号，如按钮和信号灯的场合，采用了双向I／O模块，可显著减少所用模块数量，接线端子数量和节约大量外部引线。以高层电梯为例，二十层的高楼仅厅门召唤按钮和轿厢指令按钮近六十个，相应的信号登记指示灯也近六十个如采用只有单向模块的可编程序控制器，仅召唤和指令信号的采集和显示就需一百二十个点和一百二十根引线，若采用了双向I／O模块，完成同样的按钮信号采集和显示任务只需原有的二分之一的点数和外部引线，即可节约很多模块和外部引线，仅在电梯行业即可大量推广。还可广泛应用于多种工业控制系统中。

以下将结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是可编程序控制器双向I／O模块结构示意图。

图2是可编程序控制器双向I／O模块电子线路原理图。

参照附图可编程序控制器主要结构具有印刷电路板（1），印刷电路板上装有接线端子（4），多芯插座（8）以及集成电路（2）、电容（3）、电阻（6）、二极管（5）、发光二极管（7）、三极管、达林顿电路等电子元器件，构成电子线路。电子线路主要具有门电路、光电隔离器件、电路多路转接器、可寻址锁存器，接口电路。附图2为16点双向I／O模块原理图根据相同的原理可组成8点、24点、32点等各种多点双向I／O模块。

在电子线路中P50、P60、P61、P62、P63、P70、P71为来自CPU I／O扩展口的信号输入输出线。通过印刷电路板的接插件与控制器总线相连。CPU I／O扩展口可设置在总线上，也可设置在模块上。P50为输入信号线，输入信号公用通道由U6的3脚、U8的3脚、U2的14脚与R3相接，R3的另一端接地。U2的15脚与U2的3脚相接，U2的2脚接U4的2脚，U4的1脚接R2，R2另一端接＋12V，U4的15脚接5V电源负极，U4的的16脚与U1的2脚及R1相接，R1另一端接5V电源正极，U1的18脚与P50相接。P60、P61、P62、P63为4位地址线，P70为输出数据线，P71为输出信号写信号线。M1、M2、M3、M4、M5和M6方框内的电路完全相同。P63接U1的4脚，U1的16脚接R4，R4另一端接U4的4脚，U4的3脚接5V电源正极，U4的14脚接＋12V，U4的13脚与U2的7脚及R5相接，R5另一端接地，U2的6脚与U2的11脚、U7的8脚，U8的6脚相接，U2的12脚与U6的6脚，U9的8脚相接。P71输入M2电路，M2输出线与U2的9脚相接，U2的10脚接U7、U9的4脚。P60接M3电路、M3输出接U3的14脚，U3的15脚接U6的11脚、U7的5脚、U8的11脚和U9的5脚。P61输入M4、M4输出接U3的11脚，U3的12脚接U6、U8的10脚和U7、U9的6脚。P62输入M5，M5输出接U3的9脚，U3的10脚接U6、U8的9脚、U7、U9的7脚。P70输入M6，M6输出接U3的7脚，U3的6脚接U7和U9的3脚。U6、U8的16脚及U7和U8的18脚接＋12V。U6及U8的8脚及U7、U9的9脚接地。U7、U9的10脚经R6接至＋12V。M7为一位双向I／O点的接口电路。U7的Q0输出11脚接R9，R9另一端接达林顿电路U10的基极，U10的发射极接地，U10的16脚接R8及d4阴极，R8另一端接发光二极管阴极，发光二极管阳极接＋22V，d4阳极接R10、R11，并接至该位的面向外界的双向I／O点的接线端子，R10另一端接＋22V。R11的另一端接至d1、d2的阳极，d1阴极接到＋12V，d2的阴极接至R7、C1并接至U6的I0输入即13脚，C1、R7并联的另一端接地。从M7至M22一共有16位双向I／O接口电路，M7至M14输入分别接至U6的I0至I7共8位（分别为13、14、15、12、1、5、2、4脚），输出分别由U7的Q0至Q7共8位控制（分别为11、12、13、14、15、16、17和1脚）。M15至M22输入分别接至U8的I0至I8，输出分别由U9的Q0至Q7控制，片脚编号相同。

Claims

1、一种可编程序控制器双向I/O模块具有印刷电路板、接线端子、多芯插座，印刷电路板上装有集成电路、电容、电阻、二极管、三极管、达林顿电路构成电子线路，其特征是在模块中采用了具有双向功能的I/O点，每位输入输出共用一个结点，电子线路由门电路，光电隔离器件电路、多路转接器或多路数据选择器、可寻址锁存器、接口电路组成；由集成电路U1、U2、U3构成门电路，光电隔离器件U4及电阻R1～R11，构成了由CPU I/O扩展口至多路转接器或多路数据选择器及可寻址锁存器之间的信号通道；多路转接器或多路数据选择器电路由集成块U6、U8构成，可寻址锁存器由集成块U7、U9组成，完成对多路输入信号的扫描读数及输出信号分配；接口电路由M7～M22构成，每位接口电路又由电阻R7～R11、二极管d1、d2、d4，发光二极管d3，电容C1和达林顿电路U10构成，与外界输入输出信号接口。

2、根据权利要求1所述的可编程序控制器双向I／O模块，其特征是P50、P60、P61、P62、P63、P70、P71为来自CPU I／O扩展口的信号输入输出线，通过印刷电路板的插件与控制器总线相连，集成电路U6的3脚、U8的3脚、U2的14脚与R3相接，R3的另一端接地，U2的2脚接U4的2脚，U4的1脚接R2，U4的15脚接5V电源负极，U4的16脚与U1的2脚及R1相接，P63接U1的4脚，U1的16脚接R4，R4另一端接U4的4脚，U2的12脚与U6的6脚、U9的8脚相接，P71输入M2电路，M2输出线与U2的9脚相接，U2的10脚接U7、U9的4脚，P60接M3电路，M3接U3的14脚，U3的15脚接U6的11脚，U7的5脚、U8的11脚和U9的5脚，P61输入M4，M4输出接U3的11脚，U3的12脚接U6、U8的10脚和U7、U9的6脚，P62输入M5，M5输出接U3的9脚U3的10脚接U6、U8的9脚、U7、U9的7脚，P70输入M6，M6输出接U3的7脚，U3的6脚接U7和U9的3脚，U6、U8的16脚及U7和U9的18脚接＋12V，U6及U8的8脚及U7、U9的9脚接地，U7、U9的10脚经R6接至＋12V，M7为双向I／O点的接口电路，U7的Q0输出11脚接R9，R9另一端接达林顿电路U10的基极，U10的发射极接地，U10的16脚接R8及d4阴极，d4阳极接R10、R11，并接至该位面向外界的双向I／O点的接线端子。