能混合編程的可編程控制器的製作方法
2023-09-12 22:14:55 2
專利名稱：能混合編程的可編程控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於控制、調節技術領域，更進一步涉及控制或調節系統及其功能單元的具有混合編程控制功能的可編程序控制器。
目前具有可編程序能力的控制裝置有兩類一類通稱為可編程序控制器，它所控制的變量以邏輯量為主，對模擬量的控制能力較弱，對摸擬量控制的運行操作和顯示不如用於摸擬量控制的裝置那樣完善。還有一類通稱為可編程序調節器，則是以控制模擬量為主，對邏輯量的控制能力弱。
本實用新型的目的在於提供一種綜合了上述兩類裝置特點，對模擬量和邏輯量均有很強控制能力的可編程序控制器。
本實用新型包括信號處理存貯單元、輸入輸出單元擴展輸入輸出單元、鍵盤顯示單元、並行接口單元、串行通訊接口單元和編程器。信號處理存貯單元中的微機採用8098單片機。輸入輸出單元中的A／D、D／A、開關量輸入輸出電路、高速脈衝的輸入輸出電路與控制對象交換信息。擴展輸入輸出單元以大規模並行接口晶片實現開關量的輸入輸出和總線的接口。鍵盤顯示單元以大規模接口晶片8279與8098及總線接口，進行組態編程中的信息顯示和運行中的數據分時顯示以及編程鍵盤和運行鍵盤的信息傳送。編程器為無源鍵盤，通過鍵盤顯示接口將程序符號送入信號處理存貯單元。並行接口單元以一片8255實現與外部印表機或同類裝置的並行信息交換以及裝置內的運行工作方式的設定輸入。符合RS232C或RS422通訊規約的串行通訊接口將單片機8098的通訊收發信息進行電平轉換和隔離。
8098晶片與各單元通過信號總線及8098特有的功能線連接。除擴展單元以外，其餘部分採用調節儀表式裝配結構或插件盒式的模塊式裝配結構，擴展單元採用插件盒式裝配結構。
以下結合附圖對本實用新型進一步加以描述。
圖1為本實用新型的功能單元方框圖。
圖2為信號處理存貯單元的電原理圖。
圖3為輸入輸出單元的電原理圖。
圖4為鍵盤顯示單元的電原理圖。
圖5為擴展輸入輸出單元與總線接口部分的電原理圖。
圖1中，信號處理存貯單元通過總線和鍵盤顯示單元2、輸入輸出單元3，擴展輸入輸出單元4以及並行接口單元5相互交換信息，通過特有功能線TXD和RXD與串行通訊接口單元6交換信息。鍵盤顯示單元2和編程器7交換信息。
圖2電路中，微機採用8098單片機，用戶程序存貯器採用2864或2764，地址解碼器採用GAL16V8器件，8098單片機在復位後開始執行固化於ROM中的系統操作程序。當啟動控制運行後，由系統操作程序定時或循環調用執行存貯於2864／2764中的用戶程序。運行中的數據存貯於6264中。GAL16V8在地址信號作用下產生各有關器件和擴展電路的選擇信號。
圖3包括與控制對象交換信息的A／D、D／A、開關量輸入輸出和高速脈衝輸入輸出電路。開關量輸入輸出信號通過晶片8255與總線接口。8255的A口和C口低四位用於接收經過光電隔離的12路開關量輸入信號。B口輸出8點信號經74LS245驅動和光電隔離後再驅動功率電晶體。功率電晶體為集電極開路輸出形式。A／D轉換電路的多路轉換開關CD4051的通道控制信號由8255的PC5、PC6、PC7送出，並經CD4054電平轉換。被選中的輸入模擬通道經緩衝運放送往8098的ACH·6進行A／D轉換。由基準電壓穩壓管LM336產生的標準電壓經運放緩衝和放大，生成A／D轉換的基準電壓VREF。8098的高速輸出口HSO·0～HSO·3經電平轉換器CD4504驅動，可輸出高速脈衝。D／A由8098的高速輸出口輸出的脈寬調製脈衝經RC平滑濾波產生，並經運算放大器構成的放大和電壓電流轉換電路，形成兩路電流輸出和相應的兩路電壓輸出。外部的兩路高速脈衝的輸入電路採用高速光電隔離電路6N137，經光電隔離電路後再送往8098的高速輸入口HSI·1和HSI·3(或HSI·2)。
圖4中採用大規模接口晶片8279與總線接口進行組態編程中的信息顯示和運行中的數據分時顯示以及運行操作鍵盤和編程鍵盤的信息傳送。8279通過總線和8098的專有線 HSI·O和ALE與8098交換信息。8279產生的鍵掃描選通信號SL0～SL3經CD4514產生16路解碼選通信號，利用了其中的12路用於控制6片75452。數據顯示器為雙排共10位，運行操作面板的狀態指示燈也通過8279管理。8279產生的段顯示信號經三級管驅動。由74LS138產生的8路行掃描信號和8279的8根列接收線RL0～RL7提供了面板運行操作鍵盤K2和編程鍵盤K1的行列信號。按鍵信號由8279的IRQ端產生中斷信號送至8098的HSI·O端。
圖5表示了所有擴展輸入輸出單元電路與總線的接口原理。擴展輸入輸出單元以大規模並行接口晶片8255實現擴展開關量與總線的接口。其餘光電隔離電路及驅動電路等部分視不同的外接裝置類型而異，基本原理同圖3相應部分。每一擴展輸入輸出單元的地址由8255的CS端通過跳線器與74LS138的哪個輸出端相連決定。
編程器為無源鍵盤，其上特設輸入邏輯語句的若干個鍵。編程器將程序符號通過鍵盤顯示接口送入信號處理存貯單元。
並行接口單元為一片8255，它實現與外部印表機或同類裝置的信息傳送以及接收運行方式設定輸入。
串行通訊接口將單片機8098的通訊收發信息進行電平轉換和隔離，電平規範採用RS232C或RS422通訊規約。
電路單元的裝配組合上除擴展單元外，各單元可採用調節儀表式裝配結構或插件盒式模塊裝配結構，擴展單元採用插件盒式結構。對插盒式模塊結構，顯示運行鍵盤面板為一個獨立的盒式結構，通過電纜與鍵盤顯示單元相連。
本實用新型通過實現把可編程 控制器的邏輯編程功能和可編程調節器的功能塊編程功能混合使用以及相應的硬體設計，從而使本實用新型把兩者的特點綜合起來了，應用領域更廣泛，能實現更為全面的自動控制。本實用新型採用並充分發揮了16位單片機8098的功能，提高了可編程控制器的性能價格比。本實用新型控制器兼做編程器，也減少了用戶的編程投資。本實用新型採用了獨特的運行數據分時顯示和編程功能，用戶可在程序中指定多個信號，由顯示器自動分時顯示。
權利要求1.能混合編程的可編程控制器，它包括信號處理存貯單元、鍵盤顯示單元，輸入輸出單元，其特徵在於所述的信號處理存貯單元1中單片微機8098通過總線分別與鍵盤顯示單元2、輸入輸出單元3、擴展輸入輸出單元4以及並行接口單元5相連，串行通訊接口單元6經兩根專有功能線接於8098微機，編程器7為無源鍵盤，接於鍵盤顯示單元2，所述單片微機8098通過兩根專有功能線與鍵盤顯示單元2中的接口晶片8279相連。
2.如權利要求1所述的可編程控制器，其特徵在於所述的信號處理存貯單元1中的用戶程序存貯器以及GAL16V8經總線分別與8098相連。
3.如權利要求1所述的可編程控制器，其特徵在於所述的輸入輸出單元3中的接口晶片8255的PC5、PC6、PC7三根口線經電平轉換器接於輸入多路開關CD4051，單片微機8098的高速輸出口經輸入輸出單元3中的電平轉換器和RC濾波接於電壓電流轉換電路，單片微機8098的高速輸入口與輸入輸出單元3中的光電耦合電路6N137相連，所述的開關量輸入輸出信號經接口晶片8255與總線相連。
4.如權利要求1所述的可編程控制器，其特徵在於所述的編程器上特設輸入邏輯語句的若干個鍵。
5.如權利要求1所述的可編程控制器，其特徵在於除擴展單元以外，其餘部分採用調節儀表式裝配結構或插件盒式的裝配結構，擴展單元為插件盒式裝配結構。
專利摘要一種涉及控制、調節技術領域的能混合編程的可編程控制器，它包括信號處理存貯單元、輸入輸出單元、擴展輸入輸出單元、鍵盤顯示單元、並行接口單元、串行通訊接口單元和編程器。本實用新型採用8098單片機，可將普通可編程控制器的邏輯編程功能和可編程調節器的功能塊編程功能混合使用，同時採用獨特的運行數據分時顯示和編程功能，用戶可在程序中指定多個信號，由顯示器自動分時顯示。
文檔編號G05B19/04GK2148348SQ92246048
公開日1993年12月1日 申請日期1992年12月30日 優先權日1992年12月30日
發明者高季雍 申請人:高季雍