CN219162583U - 一种plc高速实时电力总线装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种PLC高速实时电力总线装置，属于工控领域，所述的PLC高速实时电力总线装置包括将电力和控制信号结合在一起进行传输的电力总线，用于将电力和控制信号进行分开电力分离模块，用于将PLC控制信号加载到电力总线上的电力载波模块，用于控制的PLC控制模块，所述的电力总线通过电力分离模块与PLC的CPU连接，PLC的CPU信号输出端通过电力载波模块与电力总线连接，每个PLC控制模块之间通过电力总线进行连接；本实用新型减少总线因为线缆系统宠大复杂而引发的材料成本、安装调试的人力、时间成本；防止线缆繁琐引起的电路安全问题；防止集中式电箱电柜固定而整体化，缺乏灵活性，导致安装与调式无法分工协作的问题。

Description

一种PLC高速实时电力总线装置

技术领域

本实用新型属于工控领域，更具体的说涉及一种PLC高速实时电力总线装置。

背景技术

传统机械布线需要宠大而繁琐的线缆部件，导致材料成本、人工成本、脑力成本、时间成本等一系列损耗：传统总线的电箱呈整体式结构，所以需要连接装置大量的线缆，这就产生了大量的材料成本，且接线要求繁多，比如排线布局设计、强弱电线分开、线缆层次区分等，这样接线工作费时费力，而内部空间紧凑，接线复杂而繁多，导致耗费很多时间和人力成本。而且传统电箱电柜在日常维护、错误排查等管理方面，非常麻烦。

传统机械的电箱电柜连线有漏电、触电等诸多安全问题：传统总线的集中式电箱电柜配有宠大而复杂的线缆部件，空间集中而紧凑，线缆易老化损坏，很容易导致线路短路，且散热能力差，信号和电源造成巨大的影响，这就带来一系列电路电气安全隐患，如漏电、触电、火灾等。

传统总线的电箱呈集中控制式，线缆集中而繁琐，引发一系列问题：大量的线缆接入控制器中，接线复杂，线缆易老化损坏，短路导致损坏机械设备不可逆转的损坏，对接线员的安全也有伤害，传统的总线模块需要分别接入电源线和信号线，导致接线复杂同时检修与调试工作费时费力、且空间紧凑，PLC运行速度降低，进而影响自动化生产效率。

传统总线无法多人同时安装布线、接线调试：传统总线的集中式电箱电柜，无法多人同时安装布线、接线调试，这样无法利用团队协作而提升工作效率。

传统总线有供电不足，需要额外接线以增加电源模块的问题：传统总线有供电不足的问题，而且当电源功率不够时，需要额外接线以增加电源模块，设备之间无法相互平衡和补充电力；且传统的接线需要将电源线和数据线分开接，这导致电源线数据线数量多，降低了接线的效率。

传统总线的模块与节点之间距离受限，且抗干扰能力差、收发延时大：传统的总线在进行长距离传输时，会对电源和信号进行消耗，且距离短、实时性差、传输信号时卡顿，无法运用在一些高精度的机械设备上，像高精度口罩机、快速印刷机等，而且传统总线无法在极端恶劣的环境中进行工作，像高温、高压、强电磁脉冲等，其次传统总线距离受限需要通过中继器进行延长，需要额外的添加设备进行，导致模块变的非常的笨重，携带不方便，且接线也非常的麻烦，需要花费大量的时间。

实用新型内容

本实用新型通过将PLC电力线和信号线整合成一条电力总线，能够解决解决传统机械布线需要用到密集繁琐的电线电缆所带来的材料成本问题以及电线安装和后期维护的时间、人力成本问题；解决传统机械布线无法多人同时安装布线，接线调试、工作效率低的问题；解决传统机械布线因电线电缆密集繁琐而引起的漏电、短路、火灾危险；解决传统模块供电不足的问题，需额外接线以增加电源模块的问题；解决传统机械布线的设备之间无法相互平衡和补充电力的问题；解决传统机械布线的模块与节点之间距离受限问题；改变传统机械布线抗干扰能力差、收发延时大的问题。解决传统机械布线集中宠大，无法应用于小型、微型设备的问题。

为了实现上述目的，本实用新型是采用以下技术手段实现的：所述的PLC高速实时电力总线装置包括将电力和控制信号结合在一起进行传输的电力总线，用于将电力和控制信号进行分开电力分离模块，用于直流电压转换的DC-DC模块，用于将PLC控制信号加载到电力总线上的电力载波模块，用于控制的PLC控制模块；

所述的电力总线与电力分离模块连接，所述的电力总线通过电力分离模块的供电端口与DC-DC模块输入端连接，电力分离模块的信号输出端口与PLC控制模块的CPU信号输入端口连接，所述的DC-DC模块电压输出端与PLC控制模块的CPU供电端口连接，为PLC模块提供电力；PLC控制模块的CPU信号输出端口通过电力载波模块与电力总线连接，每个PLC控制模块之间均通过电力总线进行连接。

进一步地，所述的电力分离模块包括低通隔离电路，电力总线先与低通隔离电路连接，低通隔离电路输出端与PLC控制模块的CPU信号输入端口连接，所述的低通隔离电路输出端及作为电力分离模块的信号输出端。

进一步地，所述的电力总线设置有隔离屏蔽层，用于隔离电力和控制信号，防止互相干扰。

进一步地，所述的DC-DC模块将电力总线上的电压转换成成24V、5V、3.3V、1.2V四个电压等级，工PLC控制模块使用。

进一步地，所述的PLC控制模块的CPU输出的控制信号通过电力载波模块将控制信号结合到电力总线上进行传输。

进一步地，所述的电力总线安全电压为48V，可以传输24V和48V两种规格的电压。

进一步，所述的电力总线上还安装有有电源模块，用于进行总线的电力供应，所述的电源模块为24/48V直流电源模块，功率为500W。

本实用新型有益效果：

1.减少总线因为线缆系统宠大复杂而引发的材料成本、安装调试的人力、时间成本。

2.防止线缆繁琐引起的电路安全问题。

3.防止集中式电箱电柜固定而整体化，缺乏灵活性，导致安装与调式无法分工协作的问题。

4.防止总线供电不足的问题。

5.防止总线需额外接线补充电力的问题。

6.防止模块与节点距离受限问题。

7.传统机械布线抗干扰能力差、收发延时大的问题。

8.防止总线无法适配空间受限的小微型设备。

附图说明

图1为本实用新型框图；

图2为本实用新型电路连接示意图；

图3为本实用新型低通隔离电路原理图。

图中、1-电力总线、2-电力分离模块、3-DC-DC模块、4-电力载波模块、5-PLC控制模块、6-低通隔离电路。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的典型实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

电力总线将电源和信号合二为一，将各个PLC控制模块通过一根线进行集连，最大程度节省了线缆，且接线工作变得简明快捷，总线在每个模块入口将电力24V或48V的电压分离成信号和电源，并通过DC-DC转换成24V、5V、3.3V、1.2V供电路和CPU处理，CPU处理的IO、AD-DA等信号，通过载波加入总线，电力直接通过信号隔离传递给下一级，最大程度减少电力损耗，信号和电源之间设有隔离功能，确保信号和电力在传送中，不会受到干扰或损失。

如图1-2所示，所述的PLC高速实时电力总线装置包括将电力和控制信号结合在一起进行传输的电力总线，用于将电力和控制信号进行分开电力分离模块，用于直流电压转换的DC-DC模块，用于将PLC控制信号加载到电力总线上的电力载波模块，用于控制的PLC控制模块。

所述的电力总线设置有隔离屏蔽层，用于隔离电力和控制信号，防止互相干扰。所述的DC-DC模块将电力总线上的电压转换成成24V、5V、3.3V、1.2V四个电压等级，供PLC控制模块使用。所述的PLC控制模块的CPU输出的控制信号通过电力载波模块将控制信号结合到电力总线上进行传输。所述的电力总线安全电压为48V，可以传输24V和48V两种规格的电压。

所述的电力总线与电力分离模块连接，所述的电力总线通过电力分离模块的供电端口与DC-DC模块输入端连接，所述的DC-DC模块采用日本coseldc-dc转换器。电力分离模块的信号输出端口与PLC控制模块的CPU信号输入端口连接，所述的DC-DC模块电压输出端与PLC控制模块的CPU供电端口连接，为PLC模块提供电力；PLC控制模块的CPU信号输出端口通过电力载波模块与电力总线连接，每个PLC控制模块之间均通过电力总线进行连接。

电力载波模块采用KS700M电力载波模块，该载波模块能够兼容各种工业现场供电方式，可以将PLC控制模块的CPU输出的控制信号转换成电力载波信号，与电力总线结合，进行二合一信号传输。

如图3，所述的电力分离模块包括低通隔离电路，电力总线先与低通隔离电路连接，低通隔离电路输出端与PLC控制模块的CPU信号输入端口连接，所述的低通隔离电路输出端及作为电力分离模块的信号输出端。

所述的低通隔离电路是将低于某个频率的信号进行隔离。由于在电力总线中同时有电力信号和控制信号流过。由于电流信号为直流电压信号，那么可以理解成该直流电压频率极低，无限接近与0。而PLC控制模块的CPU发出的控制信号通过电力载波模块，将控制信号转换成一个高频信号加载到电力总线上，在需要将两者分离开时。通过低通隔离电路隔离掉直流电压信号，就只能有高频控制信号能够流过低通隔离电路。通过低通隔离电路就将电力信号和控制信号进行了分离。

所述的电力总线上还安装有有电源模块，用于进行总线的电力供应，所述的电源模块为24/48V直流电源模块，功率为500W。电源模块采用YK-AD系列通信电源，是专为各种通信电子设备，如程控交换机、微波设备、光纤通信设备等设计的高效率、高性能、高可靠的通信电源。采用国际最先进的PWM技术和最稳定可靠的电路拓扑结构。整机具有效率高、工作温度范围宽、抗干扰能力强、电网适应力强、动态响应快、稳定度高、杂音纹波小、保护功能强等特点。YK-AD系列通信电源(高频开关电源)广泛应用于通信机房、数据处理等通信设备，亦可外接蓄电池组作后备使用，带充放电管理及保护功能。

改变传统的接线时需要将电源线和数据线分开接而导致电源线数据线数量多的问题，传统总线的布线方式效率极低，传统总线不能自发供电，经常有供电不足的问题，自带电力供应且可直接对多处进行电力补充，总线设备互相之间平衡电力，相互补充，当检测到某一模块供电不足时，会自发从其他模块中进行电力补充，也可以给供电不足的模块进行补充供电，保证模块间的电力平衡，解决传统模块供电不足，导致的电力失衡的问题。

传统总线的模块以模块直接进行连接是需要宠大而繁琐的电线电缆部件，而密集繁琐的线缆就会带来很多问题，首先是老化，当电缆长时间的工作就会老化导致绝缘层脱落，就会引起短路，其次线缆一旦多起来，就会提高接线员的工作难度，本实用新型解决上述的问题，将传统的电源和信号线汇聚成一条线进行传输，电源线和信号线之间进行信号隔离，保证信号传输时不受电源信号的干扰；且最大程度减小了接线员的负担，让模块与模块之间只需一根线连接，传递了电源和信号，极大节省线缆的同时，也解决了接线繁琐复杂的问题。

改变了传统的接线方式，使用积木的方式对各模块进行拼接，极大节省了电工的接线时间，可以应对一些特殊要求得用户，例如：连接成千上万的模块等，需要耗费巨大的时间和人力去进行接线工作，而中研电力总线用积木式装配，携带时方便不需要带很多额外的电缆，拆卸方便，且多人可同时分工协作进行接线工作，极大地提升了接线工作效率，此外，积木式装配可以避免一些像：电线老化、电线短路、电线起火花等引起的火灾问题，有效保证了安装人员的工作安全。分工协作，同时进行，独立安装，独立调试，总线联合，极大节省了接线时间，效率惊人。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (7)

1.一种PLC高速实时电力总线装置，其特征在于：所述的PLC高速实时电力总线装置包括将电力和控制信号结合在一起进行传输的电力总线，用于将电力和控制信号进行分开电力分离模块，用于直流电压转换的DC-DC模块，用于将PLC控制信号加载到电力总线上的电力载波模块，用于控制的PLC控制模块；

所述的电力总线与电力分离模块连接，所述的电力总线通过电力分离模块的供电端口与DC-DC模块输入端连接，电力分离模块的信号输出端口与PLC控制模块的CPU信号输入端口连接，所述的DC-DC模块电压输出端与PLC控制模块的CPU供电端口连接，为PLC模块提供电力；PLC控制模块的CPU信号输出端口通过电力载波模块与电力总线连接，每个PLC控制模块之间均通过电力总线进行连接。

2.根据权利要求1所述的一种PLC高速实时电力总线装置，其特征在于：所述的电力分离模块采用低通隔离电路，电力总线先与低通隔离电路连接，低通隔离电路输出端与PLC控制模块的CPU信号输入端口连接，所述的低通隔离电路输出端及作为电力分离模块的信号输出端。

3.根据权利要求1所述的一种PLC高速实时电力总线装置，其特征在于：所述的电力总线设置有隔离屏蔽层，用于隔离电力和控制信号，防止互相干扰。

4.根据权利要求1所述的一种PLC高速实时电力总线装置，其特征在于：所述的DC-DC模块将电力总线上的电压转换成成24V、5V、3.3V、1.2V四个电压等级，工PLC控制模块使用。

5.根据权利要求1所述的一种PLC高速实时电力总线装置，其特征在于：所述的PLC控制模块的CPU输出的控制信号通过电力载波模块将控制信号结合到电力总线上进行传输。

6.根据权利要求1所述的一种PLC高速实时电力总线装置，其特征在于：所述的电力总线安全电压为48V，可以传输24V和48V两种规格的电压。

7.根据权利要求1所述的一种PLC高速实时电力总线装置，其特征在于：所述的电力总线上还安装有有电源模块，用于进行总线的电力供应，所述的电源模块为24/48V直流电源模块，功率为500W。

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