CN219533672U

CN219533672U - 一种过程控制器

Info

Publication number: CN219533672U
Application number: CN202321080928.6U
Authority: CN
Inventors: 周占宇; 周利宇; 邓长恒
Original assignee: Wuxi Aoshilai Technology Co ltd
Current assignee: Wuxi Aoshilai Technology Co ltd
Priority date: 2023-05-08
Filing date: 2023-05-08
Publication date: 2023-08-15
Anticipated expiration: 2033-05-08

Abstract

本实用新型公开了一种过程控制器，涉及过程控制领域，该过程控制器包括：AC‑DC转换电路，用于将交流电转化为24V直流电；降压转换模块，用于将24V直流电转化为5V直流电，供给MCU主控模块、通讯模块；模拟量输入模块，用于采集环境数据，以模拟量输出给MCU主控模块；数字量输入模块，用于采集环境数据，以数字量输出给MCU主控模块；本实用新型的有益效果是：本发明额外设置SDK模块，容量大于10000点，单控制站下可添加124个IO从站；设置扩展背板，高可靠性、支持三防，双背板冗余结构、防反插入、电源反向保护等设计；结构模块化、可扩展，模块支持热插拔，即插即用；可通过上位机实现在线监控。

Description

一种过程控制器

技术领域

本实用新型涉及过程控制领域，具体是一种过程控制器。

背景技术

工业中的过程控制是指以温度、压力、流量、液位和成分等工艺参数作为被控变量的自动控制。一般而言，管理中采取的控制可以在行动开始之前、进行之中或结束之后进行，称为三种控制模型。第一种称为前馈控制或预先控制，第二种称为过程控制或同期控制，第三种称为反馈控制或事后控制。

在物联网发展的大环境下，工业中过程控制除了安全可靠性高、抗干扰能力强，功能性强、性价比高，安装调试简单等需求外，又出现了新的需求。

客户对产品能手机或电脑网络在线监控、在线控制、在线升级等需求越来越高，而旧的过程控制器大部分没有联网功能；随着工业的发展，工业控制场景越来越复杂，要求响应速度越来越快，可靠安全性越来越高，旧的工业控制器产品越来越不能满足这些场景。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种过程控制器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种过程控制器，包括：

AC-DC转换电路，用于将交流电转化为24V直流电；

降压转换模块，用于将24V直流电转化为5V直流电，供给MCU主控模块、通讯模块；

模拟量输入模块，用于采集环境数据，以模拟量输出给MCU主控模块；

数字量输入模块，用于采集环境数据，以数字量输出给MCU主控模块；

MCU主控模块，用于接收模拟量输入模块、数字量输入模块的输入信息，进而通过模拟量输出模块、数字量输出模块控制现场工业设备工作状态；通过通讯模块和上位机构建通讯；

模拟量输出模块，用于接收MCU主控模块的控制，控制现场工业设备工作状态；

数字量输出模块，用于接收MCU主控模块的控制，控制现场工业设备工作状态；

通讯模块，用于构建MCU主控模块和上位机通讯；

AC-DC转换模块连接降压转换模块，降压转换模块连接MCU主控模块、通讯模块，模拟量输入模块连接MCU主控模块，数字量输入模块连接MCU主控模块，MCU主控模块连接模拟量输出模块、数字量输出模块、通讯模块。

作为本实用新型再进一步的方案：通讯模块包括RS232电路，RS232电路包括反相器U10、调试口J2、集成电路U25，集成电路U25型号为SN65HVD10D，反相器U10的10号引脚连接MCU主控模块，反相器U10的9号引脚通过电阻R14连接MCU主控模块，反相器U10的7号引脚通过电阻R542连接调试口J2的第五端，反相器U10的8号引脚通过电阻R557连接调试口J2的第三端，调试口J2的第四端、第六端分别通过电阻R540、电阻R541连接集成电路U25的6号引脚、7号引脚，集成电路U25的1号引脚通过电阻R248连接MCU主控模块，集成电路U25的2、3、4号引脚连接MCU主控模块。

作为本实用新型再进一步的方案：通讯模块包括DP通讯电路，DP通讯电路包括集成电路U16，集成电路U16的型号为88E1512，集成电路U16的43、44、45、47、48号引脚连接MCU主控模块，集成电路U16的50、51、53、54、55、56号引脚连接MCU主控模块。

作为本实用新型再进一步的方案：所述过程控制器还包括SD卡模块，SD卡模块包括集成电路U7、SD卡接口J5，集成电路U7型号为TXS0206，SD卡接口J5型号为2041-2050-01，集成电路U7的D1、E1、A1、B1、C1、D2引脚连接MCU主控模块，集成电路U7的D4、E4、A4、B4、C4、D3引脚分别连接SD卡接口J5的DAT0、DAT1、DAT2、CD/DAT3、CMD、CLK引脚。

作为本实用新型再进一步的方案：所述过程控制器还包括扩展背板。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本发明额外设置SDK模块，容量大于10000点，单控制站下可添加124个IO从站；设置扩展背板，高可靠性、支持三防，双背板冗余结构、防反插入、电源反向保护等设计；结构模块化、可扩展，模块支持热插拔，即插即用；可通过上位机实现在线监控。

附图说明

图1为一种过程控制器的原理图。

图2为RS232电路的电路图。

图3为DP通讯电路的电路图。

图4为SD卡模块的电路图。

图5为MCU主控模块的第一部分电路图。

图6为MCU主控模块的第二部分电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，一种过程控制器，包括：

AC-DC转换电路，用于将交流电转化为24V直流电；

通讯模块，用于构建MCU主控模块和上位机通讯；

在具体实施例中：请参阅图5和图6，MCU主控模块控制芯片选用XC7Z015-1CLG485I，支持冗余，现自动化、智能化。PCIE扩展背板，可以支持PCIE设备的热插拔。

其中PS-UART0-RX、PS-UART0-D、PS-UART0-TX、PS-UART1-TX、PS-UART1-RX引脚和RS232电路引脚相连接；TESC1-TX-CLK、TESC1-TX-CTL、TESC1-TXD3、TESC1-TXD2、TESC1-TXD1、TESC1-TXD0、TESC-MDC、TESC1-RX-CTL、TESC1-RXD3、TESC1-RXD2、TESC1-RXD1、TESC1-RXD0引脚和DP通讯电路引脚相连接；TF-DATA0、TF-DATA1、TF-DATA2、TF-DATA3、TF-CMD、TF-CLK、SD-CD引脚和SD卡模块电路引脚相连接。

AC-DC转换电路、降压转换模块，先将高压交流市电转换成低压直流隔离电源，输出5V电压供电；MCU主控模块,完成对输入控制等信号的处理,并输出控制设备；通信模块,万物互联,两路网口:ETHA、ETHB，两路光纤口：FXA、FXB,可实现在线监控、程序下载和升级、千兆通信、连接上位机；扩展背板设有多个，实现各个模块的组装和功能扩展，支持SD卡、PCIE等设备的热插拔；热电阻电路、热电偶电路实现对温度的采集；模拟量输入、数字量输入可以将现场温度、压力、流量、液位和成分等工艺参数采集传递给MCU主控模块，MCU主控模块根据相应的控制逻辑转换成控制信号并通过数字量输出、模拟量输出来控制工业设备的运行。

在本实施例中：请参阅图2，通讯模块包括RS232电路，RS232电路包括反相器U10、调试口J2、集成电路U25，集成电路U25型号为SN65HVD10D，反相器U10的10号引脚连接MCU主控模块，反相器U10的9号引脚通过电阻R14连接MCU主控模块，反相器U10的7号引脚通过电阻R542连接调试口J2的第五端，反相器U10的8号引脚通过电阻R557连接调试口J2的第三端，调试口J2的第四端、第六端分别通过电阻R540、电阻R541连接集成电路U25的6号引脚、7号引脚，集成电路U25的1号引脚通过电阻R248连接MCU主控模块，集成电路U25的2、3、4号引脚连接MCU主控模块。

RS232电路构建MCU主控模块和上位机的通讯，支持flash扩展。

在本实施例中：请参阅图3，通讯模块包括DP通讯电路，DP通讯电路包括集成电路U16，集成电路U16的型号为88E1512，集成电路U16的43、44、45、47、48号引脚连接MCU主控模块，集成电路U16的50、51、53、54、55、56号引脚连接MCU主控模块。

在本实施例中：请参阅图4，所述过程控制器还包括SD卡模块，SD卡模块包括集成电路U7、SD卡接口J5，集成电路U7型号为TXS0206，SD卡接口J5型号为2041-2050-01，集成电路U7的D1、E1、A1、B1、C1、D2引脚连接MCU主控模块，集成电路U7的D4、E4、A4、B4、C4、D3引脚分别连接SD卡接口J5的DAT0、DAT1、DAT2、CD/DAT3、CMD、CLK引脚。

SD卡电路支持SD卡扩展,SD卡可以存储数据、存储程序，也可以支持系统应用升级。

在本实施例中：请参阅图1，所述过程控制器还包括扩展背板。

扩展背板具体包括226x166x43.5mm规格的5个CPCI针座接口；211x166x37.4mm规格5个DP接口，DP接口采用DB9孔座，I/O端子可插拔；421x166x37.4mm规格11个DP接口,DP接口采用DB9孔座，I/O端子可插拔。

本实用新型的工作原理是：AC-DC转换电路将交流电转化为24V直流电；降压转换模块将24V直流电转化为5V直流电，供给MCU主控模块、通讯模块；模拟量输入模块采集环境数据，以模拟量输出给MCU主控模块；数字量输入模块采集环境数据，以数字量输出给MCU主控模块；MCU主控模块接收模拟量输入模块、数字量输入模块的输入信息，进而通过模拟量输出模块、数字量输出模块控制现场工业设备工作状态；通过通讯模块和上位机构建通讯；模拟量输出模块接收MCU主控模块的控制，控制现场工业设备工作状态；数字量输出模块接收MCU主控模块的控制，控制现场工业设备工作状态；通讯模块构建MCU主控模块和上位机通讯。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种过程控制器，其特征在于：

该过程控制器包括：

AC-DC转换电路，用于将交流电转化为24V直流电；

通讯模块，用于构建MCU主控模块和上位机通讯；

2.根据权利要求1所述的过程控制器，其特征在于，通讯模块包括RS232电路，RS232电路包括反相器U10、调试口J2、集成电路U25，集成电路U25型号为SN65HVD10D，反相器U10的10号引脚连接MCU主控模块，反相器U10的9号引脚通过电阻R14连接MCU主控模块，反相器U10的7号引脚通过电阻R542连接调试口J2的第五端，反相器U10的8号引脚通过电阻R557连接调试口J2的第三端，调试口J2的第四端、第六端分别通过电阻R540、电阻R541连接集成电路U25的6号引脚、7号引脚，集成电路U25的1号引脚通过电阻R248连接MCU主控模块，集成电路U25的2、3、4号引脚连接MCU主控模块。

3.根据权利要求1所述的过程控制器，其特征在于，通讯模块包括DP通讯电路，DP通讯电路包括集成电路U16，集成电路U16的型号为88E1512，集成电路U16的43、44、45、47、48号引脚连接MCU主控模块，集成电路U16的50、51、53、54、55、56号引脚连接MCU主控模块。

4.根据权利要求1所述的过程控制器，其特征在于，所述过程控制器还包括SD卡模块，SD卡模块包括集成电路U7、SD卡接口J5，集成电路U7型号为TXS0206，SD卡接口J5型号为2041-2050-01，集成电路U7的D1、E1、A1、B1、C1、D2引脚连接MCU主控模块，集成电路U7的D4、E4、A4、B4、C4、D3引脚分别连接SD卡接口J5的DAT0、DAT1、DAT2、CD/DAT3、CMD、CLK引脚。

5.根据权利要求1到4任意一项所述的过程控制器，其特征在于，所述过程控制器还包括扩展背板。