專利名稱：一種兼容多種輸入電壓的plc控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可編程控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種兼容多種輸入電壓的PLC (Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器)控制器。
背景技術(shù)：
可編程邏輯控制器是一種用于實(shí)時(shí)控制的自動(dòng)化控制裝置，其廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。PLC根據(jù)其輸入端口和輸出端口的數(shù)量可以分為大型PLC、中型PLC和小型PLC?，F(xiàn)有的PLC控制器及其擴(kuò)展輸入輸出模塊因電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，存在一定的缺陷。例如，現(xiàn)有的PLC控制器及其擴(kuò)展輸入輸出模塊輸入的標(biāo)準(zhǔn)電壓為單一的預(yù)設(shè)值，如 5V、12V或24V等；PLC控制器完成后，其標(biāo)準(zhǔn)電壓也相應(yīng)的確定，并且無(wú)法更改，即一個(gè)端口只能夠接收一種標(biāo)準(zhǔn)電壓的輸入。具體實(shí)施中，如不按照該標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行電壓的輸入可能損害PLC控制器及其擴(kuò)展輸入輸出模塊。為解決該技術(shù)問(wèn)題，現(xiàn)有的PLC控制器及其擴(kuò)展輸入輸出模塊主要通過(guò)輸入電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換(如變壓器)將其轉(zhuǎn)換為端口可以接收的標(biāo)準(zhǔn)電壓后再進(jìn)行輸入，不但受限于環(huán)境，而且成本較高。現(xiàn)有的PLC控制器及其擴(kuò)展輸入輸出模塊難以兼容多種標(biāo)準(zhǔn)的輸入電壓，輸入靈活性不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種兼容多種輸入電壓的PLC控制器，可以兼容其他多種標(biāo)準(zhǔn)的輸入電壓，電路結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，易于成本控制；提高了輸入的靈活性，適應(yīng)性廣泛。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種兼容多種輸入電壓的PLC控制器，包括分壓輸入電路、隔離裝置、內(nèi)部電路以及至少兩組用于適配輸入不同輸入電壓的端子；
任一組所述端子連接所述分壓輸入電路，所述分壓輸入電路與所述隔離裝置電連接， 所述隔離裝置接入所述內(nèi)部電路中。優(yōu)選的，所述端子設(shè)置為上下排列的兩組；
通過(guò)任一組所述端子輸入的輸入電壓經(jīng)所述分壓輸入電路分壓后將所述隔離裝置導(dǎo)
ο優(yōu)選的，所述分壓輸入電路包括至少一個(gè)與所述隔離裝置并聯(lián)或串聯(lián)的電阻元件。優(yōu)選的，所述隔離裝置包括分別與所述內(nèi)部電路和所述分壓輸入電路相連接的光耦；所述電阻元件包括與所述光耦相串聯(lián)的第一電阻和/或與所述光耦相并聯(lián)的第二電阻。優(yōu)選的，所述第一電阻和/或所述第二電阻的阻值設(shè)置為固定值。
優(yōu)選的，所述分壓輸入電路還包括電容，所述第一電阻與所述電容串聯(lián)連接，所述第二電阻并聯(lián)在所述電容的兩端。優(yōu)選的，所述端子設(shè)置為兩組，所述兩組端子排列為一排。本發(fā)明所提供的兼容多種輸入電壓的PLC控制器，由于PLC控制器包括用于適配輸入不同輸入電壓的至少兩組端子，使得PLC控制器及其擴(kuò)展輸入輸出模塊在和其他設(shè)備進(jìn)行互連的時(shí)候，不需要使用電壓轉(zhuǎn)換器就能夠轉(zhuǎn)換為PLC控制器及其擴(kuò)展輸入輸出模塊可以接收的標(biāo)準(zhǔn)電壓，可以兼容其他多種標(biāo)準(zhǔn)的輸入電壓，由于分壓輸入電路的結(jié)構(gòu)設(shè)置相對(duì)固定，無(wú)需更改其中電阻元件的阻值，電路結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，易于成本控制；提高了輸入的靈活性，適應(yīng)性廣泛。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實(shí)施例兼容多種輸入電壓的PLC控制器的實(shí)施例一的外部結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明實(shí)施例兼容多種輸入電壓的PLC控制器的與端子相連的內(nèi)部電路的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明實(shí)施例兼容多種輸入電壓的PLC控制器的實(shí)施例二的外部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面參考附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述。參見(jiàn)圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種兼容多種輸入電壓的PLC控制器，所述兼容多種輸入電壓的PLC控制器包括至少兩組分壓量不同的分壓輸入電路32、隔離裝置、內(nèi)部電路1以及至少兩組用于適配輸入不同輸入電壓的端子5 ；
任一組所述端子5連接所述分壓輸入電路32，所述分壓輸入電路32與所述隔離裝置電連接，所述隔離裝置接入所述分壓輸入電路32中。端子5是可兼容輸入多種標(biāo)準(zhǔn)輸入電壓的接口結(jié)構(gòu)，端子5的內(nèi)部連接設(shè)置有不同結(jié)構(gòu)的分壓輸入電路，通過(guò)和不同結(jié)構(gòu)分壓輸入電路的固定連接實(shí)現(xiàn)與多種輸入電壓相適配的目的。本實(shí)施例中，端子5包括如圖所示的第一端子51 (第一組)和第二端子52 (第二組)。其中，第一端子51和第二端子52為上下排列的雙層，每一層的端子均是由橫向并排的多個(gè)端口組成。同時(shí)，第一端子51和第二端子52各自分別依次連接分壓輸入電路32、 隔離裝置以及內(nèi)部電路1，可以實(shí)現(xiàn)兼容多種標(biāo)準(zhǔn)輸入電壓。以下以第一端子51及與其相連的內(nèi)部電路之間的結(jié)構(gòu)詳細(xì)說(shuō)明端子5兼容多種輸入電壓是如何實(shí)現(xiàn)的
參見(jiàn)圖2，內(nèi)部電路1是PLC控制器及其擴(kuò)展輸入輸出模塊的核心處理模塊，本發(fā)明的兼容多種輸入電壓的PLC控制器的內(nèi)部電路1的工作電壓由分壓輸入電路32輸入。分壓輸入電路32是連接隔離裝置的電路，其中，隔離裝置的導(dǎo)通將使分壓輸入電路32與內(nèi)部電路1電連接(耦合連接，非直接電連接)。分壓輸入電路32對(duì)內(nèi)部電路1輸出的電壓可以根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行配置。實(shí)施中，分壓輸入電路32對(duì)內(nèi)部電路1輸出電壓的電壓值并不限定。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，分壓輸入電路32包括第三電阻R3以及濾波件，內(nèi)部電路 1接入分壓輸入電路32中。其中，自分壓輸入電路32高電勢(shì)的一端分別串聯(lián)光耦T，第三電阻R3后接地。具體實(shí)施時(shí)，當(dāng)隔離裝置導(dǎo)通時(shí)，分壓輸入電路32控制為內(nèi)部電路1提供工作電壓輸入；當(dāng)隔離裝置斷開(kāi)時(shí)，分壓輸入電路32處于未導(dǎo)通的狀態(tài)。分壓輸入電路32的一端連接第一端子51，在第一端子51上輸入的輸入電壓接入分壓輸入電路32中，分壓輸入電路32與隔離裝置電連接，隔離裝置接入分壓輸入電路32 中。由于分壓輸入電路32與隔離裝置電連接，通過(guò)第一端子51輸入的輸入電壓可同時(shí)作用在分壓輸入電路32與隔離裝置上。例如，可將第一端子51的端口配置為可接入5V、12V 或MV的輸入電壓的端口，輸入電壓接入分壓輸入電路32進(jìn)行一定比例的分壓后，便可以將隔離裝置的導(dǎo)通(加載于隔離裝置的電壓達(dá)到導(dǎo)通的條件)，當(dāng)隔離裝置導(dǎo)通時(shí)，PLC控制器及其擴(kuò)展輸入輸出模塊就可以按照上述實(shí)施方式進(jìn)行工作，亦即加載在分壓輸入電路 32上的輸入電壓將隔離裝置導(dǎo)通。實(shí)施中，隔離裝置包括光耦T或其他隔離器件，以下以光耦T為例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。分壓輸入電路32的分壓作用是通過(guò)如下結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的分壓輸入電路32包括至少一個(gè)與所述光耦T并聯(lián)或串聯(lián)的電阻元件。例如，可以設(shè)置電阻元件與光耦T相串聯(lián)和/ 或設(shè)置電阻元件與光耦T相并聯(lián)，由于電阻元件的阻值固定不變，使得分壓輸入電路32的分壓作用相對(duì)固定。這樣，能夠使光耦T導(dǎo)通的輸入電壓唯一確定，也就是說(shuō)，通過(guò)第一端子51配置的輸入電壓相對(duì)固定。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式如下電阻元件包括與光耦T相串聯(lián)的第一電阻Rl和與光耦τ相并聯(lián)的第二電阻R2。其中，第二電阻R2并聯(lián)在光耦T的兩端，光耦T和第二電阻 R2相并聯(lián)后串聯(lián)第一電阻R1，上述元器件電連接的整體形成分壓輸入電路32 ；實(shí)施中，加載在分壓輸入電路32上的輸入電壓可通過(guò)第一電阻Rl進(jìn)行分壓，由于第一電阻Rl和第二電阻R2的阻值設(shè)置為固定值，分壓輸入電路32的分壓作用相對(duì)固定，當(dāng)由第一端子51輸入的輸入電壓滿足既定值時(shí)可以使光耦T導(dǎo)通。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，分壓輸入電路32還包括電容C，第一電阻Rl與電容C 串聯(lián)連接，第二電阻R2并聯(lián)在電容C的兩端。可以理解的是，上述實(shí)施方式中的分壓輸入電路32是在同時(shí)設(shè)置第一電阻R1、第二電阻R2的方式下實(shí)施的。但在具體實(shí)施時(shí)，第一電阻R1、第二電阻R2可以單獨(dú)接入分壓輸入電路32中，只要電阻元件的阻值固定不變?nèi)钥蛇_(dá)到上述實(shí)施效果。第二端子52及與其相連的內(nèi)部電路之間的結(jié)構(gòu)與上述第一端子51及與其相連的內(nèi)部電路之間的結(jié)構(gòu)大致相同，不同之處在于第二端子52所接連的電路中與光耦T’并聯(lián)或串聯(lián)的電阻元件的阻值不同于第一端子51所接連的電路中與光耦T并聯(lián)或串聯(lián)的電阻元件的阻值，但電阻元件的阻值是固定不變的。如第二端子52的電路中，電阻元件亦包括與光耦T’相串聯(lián)的第一電阻R1’和與光耦T’相并聯(lián)的第二電阻R2’。其中，第二電阻R2’ 并聯(lián)在光耦T’的兩端，光耦T’和第二電阻R2’相并聯(lián)后串聯(lián)第一電阻R1’，上述元器件電連接的整體形成分壓輸入電路32?？梢钥闯觯捎谠诘诙俗?2電路中的分壓輸入電路32的分壓量不同于在第一端子51電路中的分壓輸入電路32的分壓量(分壓輸入電路32電阻元件的阻值不同而形成)，因此，第二端子52配置的輸入電壓的既定值將不同于第一端子 51配置的輸入電壓的既定值，也就是說(shuō)，第二端子52的端口也可以配置上述任意的可接入的5V、12V或MV的輸入電壓，由此實(shí)現(xiàn)上下兩層(組)端子可用于輸入多種標(biāo)準(zhǔn)的輸入電壓。為便于理解，對(duì)分壓輸入電路32的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的解釋。分壓輸入電路32 的結(jié)構(gòu)一旦確定后，接入分壓輸入電路32中并聯(lián)或串聯(lián)的電阻元件(阻值固定)也就與分壓輸入電路32加載的輸入電壓的電壓值建立了一對(duì)一的確定關(guān)系，當(dāng)滿足這種相對(duì)應(yīng)匹配的關(guān)系，就會(huì)使光耦T的兩端的電壓達(dá)到既定值。也因此，對(duì)應(yīng)不同分壓輸入電路32的第一端子51和第二端子52可對(duì)應(yīng)適配兩種標(biāo)準(zhǔn)的輸入電壓，如5V/12V、5V/24V或12V/24V 等標(biāo)準(zhǔn)。例如，本實(shí)施例中，若將第一端子51的端口配置為可接入5V輸入電壓時(shí)，5V輸入電壓通過(guò)第一端子51接入分壓輸入電路，這樣接入分壓輸入電路32中的輸入電壓經(jīng)分壓輸入電路32分壓后能夠達(dá)到光耦T導(dǎo)通的條件；再如，若將第二端子52的端口配置為可接入12V輸入電壓時(shí)，12V輸入電壓通過(guò)第二端子52接入分壓輸入電路，這樣接入分壓輸入電路32中的輸入電壓經(jīng)分壓輸入電路32分壓后能夠達(dá)到光耦T’導(dǎo)通的條件，依次類推。無(wú)論上述輸入電壓的大小有多大，分壓輸入電路32為使內(nèi)部電路1正常工作所提供的工作電壓并不受影響。也就是說(shuō)，PLC控制器及其擴(kuò)展輸入輸出模塊在和其他設(shè)備進(jìn)行互連的時(shí)候，不需要使用電壓轉(zhuǎn)換器就能夠轉(zhuǎn)換為兼容多種輸入電壓的PLC控制器及其擴(kuò)展輸入輸出模塊可以接收的工作電壓。以上實(shí)施方式可以得出，第一端子51和第二端子52通過(guò)各自的分壓輸入電路32 對(duì)輸入電壓進(jìn)行分壓的目的在于雖然PLC控制器及其擴(kuò)展輸入輸出模塊接收的外部輸入電壓不同，但通過(guò)不同端子的分壓輸入電路32的分壓都能夠達(dá)到各自電路光耦T正常工作的條件。本發(fā)明的PLC控制器，通過(guò)多端子結(jié)構(gòu)對(duì)分壓輸入電路進(jìn)行合理的控制，將外部多種輸入電壓均配置成各自光耦T能夠正常導(dǎo)通的工作電壓點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)多種外部標(biāo)準(zhǔn)輸入的電壓。本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式中，光耦T包括發(fā)光二級(jí)管311和光電三極管312，所述光電三極管312的一端并聯(lián)在所述電容C的兩端，相對(duì)的另一端接入所述內(nèi)部電路1中。光耦T的工作過(guò)程如下當(dāng)發(fā)光二級(jí)管311的兩端的電壓或通過(guò)發(fā)光二級(jí)管311的電流達(dá)到既定值時(shí)，也就是達(dá)到光耦T中發(fā)光二級(jí)管311導(dǎo)通發(fā)光的預(yù)設(shè)電壓值或預(yù)設(shè)電流值，發(fā)光二級(jí)管311導(dǎo)通照射光電三極管312，當(dāng)達(dá)到光電三極管312導(dǎo)通的照射強(qiáng)度后，光電三極管312導(dǎo)通，分壓輸入電路32導(dǎo)通，并為內(nèi)部電路1提供工作電壓輸入，使PLC控制器及其擴(kuò)展輸入輸出模塊按照上述實(shí)施方式進(jìn)行工作。本發(fā)明的兼容多種輸入電壓的PLC控制器在具體實(shí)施時(shí)，第一端子51和第二端子 52可以對(duì)應(yīng)除上述分別對(duì)應(yīng)5V和12V輸入電壓外的多種標(biāo)準(zhǔn)輸入電壓。上述端子與常見(jiàn)輸入電壓(包括但不限于5V、12V以及MV)的對(duì)應(yīng)關(guān)系也可進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。各組端子5間可適應(yīng)的輸入電壓的電壓值可在設(shè)備出廠前通過(guò)調(diào)整分壓輸入電路中的電阻元件的阻值來(lái)實(shí)現(xiàn)。但在PLC控制器兼容多種輸入電壓的實(shí)施過(guò)程中，無(wú)需改變電阻元件的阻值，也無(wú)需設(shè)置諸如轉(zhuǎn)換按鈕、調(diào)節(jié)按鈕等進(jìn)行實(shí)施。
其他實(shí)施方式中，PLC控制器端子5的組數(shù)可以根據(jù)實(shí)際使用情況進(jìn)行調(diào)整，其也可以設(shè)置為三組或三組以上，如三組端子可分別對(duì)應(yīng)常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)輸入電壓(5V、12V以及 24V),只要滿足與各個(gè)端子5相連的分壓輸入電路32中并聯(lián)或串聯(lián)在其中的電阻元件(阻值固定)與分壓輸入電路32所加載的輸入電壓的電壓值建立相對(duì)應(yīng)關(guān)系即可，當(dāng)每個(gè)端子所配置的輸入電壓確定后，便無(wú)需更改電阻元件的阻值，也無(wú)需設(shè)置外部調(diào)節(jié)按鈕等元器件。本發(fā)明的其他優(yōu)選實(shí)施方式中，多組端子5并不限定在上述實(shí)施方式中的雙層排列的端子結(jié)構(gòu)中，其可以應(yīng)用在與小于上述端子組數(shù)的端子層數(shù)排列結(jié)構(gòu)甚至單層結(jié)構(gòu)的端子結(jié)構(gòu)中。如圖3所示，第一端子51和第二端子52可設(shè)置在只有一層端子的端口結(jié)構(gòu)中，第一端子51和第二端子52分別位于該層端子的兩端或第一端子51位于該層端子的中部，而第二端子52設(shè)置在該層端子的兩端等排布情況，只需滿足與多組端子5相連的分壓輸入電路32中并聯(lián)或串聯(lián)在其中的電阻元件(阻值固定)與多組端子5所加載的輸入電壓建立相對(duì)應(yīng)的配置關(guān)系即可；再如，可配置三組端子5，但分別設(shè)置在上下或左右排列的兩層端子的排列結(jié)構(gòu)中，以上變換均沒(méi)有改變本發(fā)明的實(shí)質(zhì)。在以上各種實(shí)施方式中，光耦T是作為一種隔離裝置，其還可以被替換為其他隔離器件，比如數(shù)字隔離器。實(shí)施本發(fā)明的兼容多種輸入電壓的PLC控制器，由于PLC控制器包括用于適配輸入不同輸入電壓的至少兩組端子，使得PLC控制器及其擴(kuò)展輸入輸出模塊在和其他設(shè)備進(jìn)行互連的時(shí)候，不需要使用電壓轉(zhuǎn)換器就能夠轉(zhuǎn)換為PLC控制器及其擴(kuò)展輸入輸出模塊可以接收的工作電壓，可以兼容其他多種標(biāo)準(zhǔn)的輸入電壓，由于分壓輸入電路的結(jié)構(gòu)設(shè)置固定，無(wú)需更改其中電阻元件的阻值，電路結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，易于成本控制；提高了輸入的靈活性，適應(yīng)性廣泛。以上所揭露的僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1.一種兼容多種輸入電壓的PLC控制器，其特征在于，所述兼容多種輸入電壓的PLC控制器包括至少兩組分壓量不同的分壓輸入電路(32)、隔離裝置、內(nèi)部電路(1)以及至少兩組用于適配輸入不同輸入電壓的端子(5)；所述至少兩組端子(5 )分別連接所述至少兩組分壓量不同的分壓輸入電路(32 )，所述分壓輸入電路(32)與所述隔離裝置電連接，所述隔離裝置接入所述內(nèi)部電路(1)中。
2.如權(quán)利要求1所述的兼容多種輸入電壓的PLC控制器，其特征在于，所述端子(5)設(shè)置為上下排列的兩組；通過(guò)任一組所述端子(5)輸入的輸入電壓經(jīng)所述分壓輸入電路(32)分壓后將所述隔離裝置導(dǎo)通。
3.如權(quán)利要求1或2所述的兼容多種輸入電壓的PLC控制器，其特征在于，所述分壓輸入電路(32)包括至少一個(gè)與所述隔離裝置并聯(lián)或串聯(lián)的電阻元件。
4.如權(quán)利要求3所述的兼容多種輸入電壓的PLC控制器，其特征在于，所述隔離裝置包括分別與所述內(nèi)部電路(1)和所述分壓輸入電路(32)相連接的光耦(T)；所述電阻元件包括與所述光耦(T)相串聯(lián)的第一電阻(Rl)和/或與所述光耦(T)相并聯(lián)的第二電阻(R2)。
5.如權(quán)利要求4所述的兼容多種輸入電壓的PLC控制器，其特征在于，所述第一電阻 (Rl)和/或所述第二電阻(R2)的阻值設(shè)置為固定值，并且所述第一電阻和/或所述第二電阻使得所述兩組分壓輸入電路的分壓量不同。
6.如權(quán)利要求4或5所述的兼容多種輸入電壓的PLC控制器，其特征在于，所述分壓輸入電路(32)還包括電容(C)，所述第一電阻(Rl)與所述電容(C)串聯(lián)連接，所述第二電阻 (R2)并聯(lián)在所述電容(C)的兩端。
7.如權(quán)利要求1所述的兼容多種輸入電壓的PLC控制器，其特征在于，所述端子(5)設(shè)置為兩組，所述兩組端子(5)排列為一排。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種兼容多種輸入電壓的PLC控制器，包括分壓輸入電路、隔離裝置、內(nèi)部電路以及至少兩組用于適配輸入多種輸入電壓的端子；所述至少兩組端子連接所述至少兩組分壓量不同的分壓輸入電路，所述分壓輸入電路與所述隔離裝置電連接，所述隔離裝置接入所述內(nèi)部電路中。實(shí)施本發(fā)明的兼容多種輸入電壓的PLC控制器，可以兼容多種標(biāo)準(zhǔn)的輸入電壓，電路結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，易于成本控制；提高了輸入的靈活性，適應(yīng)性廣泛。
文檔編號(hào)G05B19/05GK102436209SQ20111042301
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者戎思吉, 李春菊 申請(qǐng)人:深圳市合信自動(dòng)化技術(shù)有限公司