[实用新型]一种PLC控制器使用的模拟量采集模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种PLC控制器使用的模拟量采集模块，属于自动化控制领域。

背景技术

当前，在电气自动化控制系统中，由于PLC控制具有开发周期短，编程语言直观、简单，可靠性强以及性能稳定等诸多优点，被广大生产厂家作为系统的控制核心使用。各厂家的小型PLC都集成了较多的数字量I/O，在用到模拟量较多而数字量较少的场合时，要么使用PLC厂家提供的模拟量扩展模块，这样不仅成本较高，甚至较小类型的PLC根本不能进行扩展，影响使用效果；要么采用市面现有的使用标准通讯协议传输的模拟量采集模块，不仅占据了PLC较少的通讯端口资源，还经常会遇到仅有一个通讯端口的PLC，通讯端口已被其它资源占用的情况，从而严重影响了后期使用，甚至造成系统无法使用。而这两种方法中，PLC自带的数字量则被经常闲置，无法充分发挥其作用，造成了资源的严重浪费。

如何利用闲置的数字量输入端口，特别是为模拟量采集模块提供一个有效的接入端口，就成为本实用新型所要解决的问题。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种在PLC控制环境下，利用闲置数字量输入端口进行模拟量采集的模拟量采集模块，以充分挖掘现有数字量端口资源的使用效率，保证使用效果。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种PLC控制器使用的模拟量采集模块，包括通讯电路和电源电路，还包括前端电路、放大器、多通道AD转换器、单片机和电源转换电路，前端电路的输出端通过放大器与多通道AD转换器连接；多通道AD转换器的输出端连接在单片机的输入端上；电源转换电路和通讯电路分别连接在单片机的输出端上，电源转换电路的两个输出端与PLC控制下的两个数字量输入端口连通；电源电路连接在PLC自带电源上。

所述电源转换电路转换后的高脉冲信号通过两个高速数字口传送到PLC控制下的任意两个数字量输入端口上。

所述多通道AD转换器也可与单片机为一体结构。

本实用新型所述的一种PLC控制器使用的模拟量采集模块，利用多通道AD转换器、单片机、电源转换电路等的协调配合产生高脉冲信号，通过两个高速数字口传送到PLC控制下的任意两个高速数字量输入端口上，实现了利用数字量输入端口完成PLC控制下的模拟信号采集和传送。该模拟量采集模块仅占用了所有PLC都自带的、资源较丰富的两个高速数字量输入端口，克服了现有PLC中模拟量端口不足或超小型PLC根本无法进行扩展连接的缺陷，保证了模拟量采集模块的有效连接，以及模拟信息的有效采集和可靠传送。成本低廉，使用方便，充分利用和挖掘了现有PLC的端口资源，提高了产品的利用率，特别适于PLC控制下模拟量应用较多、对成本控制较严格的系统中。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图1对本实用新型做进一步的描述：

本实用新型所述的一种PLC控制器使用的模拟量采集模块，包括前端电路1、放大器2、多通道AD转换器3、单片机4、电源转换电路5、电源电路6和通讯电路7。其中，多通道AD转换器3采用10通道AD转换电路，相应的，前端电路1的输出端通过放大器2与10通道AD转换器连接，10通道AD转换器的输出端连接在单片机4的输入端上。电源转换电路5和通讯电路7分别连接在单片机4的输出端上，电源转换电路5用于最终产生高脉冲电压信号，电源转换电路5转换后的高脉冲信号通过两个高速数字口传送到PLC8控制下的任意两个高速数字量输入端口上，利用数字量输入端口完成PLC8控制下的信号传送。由于模拟量采集模块自身耗电量极小，故电源电路6可直接连接在PLC8自带的电源上，保证了安装的灵活性，简化了结构。

当然，选用的单片机4中也可包含多通道AD转换器3，这样，多通道AD转换器3就与单片机4为一体结构，进一步缩小了模拟量采集模块的体积。

工作中，模拟信号通过前端电路1和放大器2放大处理后，经10通道AD转换器转换成数字信号后被输入到单片机4中，在单片机4内滤波转换成12位分辨率的数据位数字量，同时，将10个通道编成4位分辨率地址位数字量，12位的数据和4位的地址组合成一个16位的二进制码，再通过单片机4和电源转换电路5将该二进制码逐一通过高脉冲信号传送到其中一个高速数字口，并将每一位传输后的确认脉冲信号传送至另外一个高速数字口，在每次传完后加上一个脉冲信号作为结束信号，完成一次数据传输。两个高速脉冲输出到PLC8自带的两个数字量输入端口上，通过PLC8高速运算和高速中断，以及外部端口中断指令分解带有地址位和数据位的二进制码后，按相应地址分别存储，即可得到10个模拟量值，至此，模拟信号采集过程完成。由于模拟量采集模块自身耗电量极小，PLC8自带的电源可有效保证模拟量采集模块的用电需求，保证了信号采集过程的顺利进行。