基于plc控制器的温度检测实验模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于PLC控制器的温度检测实验模块，包括PCB板和PLC控制器，PCB板上设有端子排，PCB板通过端子排与PLC控制器的输入输出接口相连接，PCB板包括DC-DC电路、信号检测及电压频率转换电路、译码锁存及数码显示电路，DC-DC电路外接PLC控制器上的电源，信号检测及电压频率转换电路通过端子排与PLC控制器上的输入接口相连接，译码锁存及数码显示电路通过端子排与PLC控制器上的输出接口相连接。本实用新型的基于PLC控制器的温度检测实验模块，成本低、输入输出接口通用、使用灵活方便、占用PLC资源少的特点，方便教学，具有良好的应用前景。
【专利说明】基于PLC控制器的温度检测实验模块
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于PLC控制器的温度检测实验模块，属于可编程控制器教学【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在高校教学中，PLC应用技术是一门实践性较强的技术专业课程，迫切需要将理论和实践结合起来，因此，PLC实验是PLC教学的重要环节，目前，基于PLC控制器的实验通常上在专用PLC实验装置上进行的，而这些PLC实验装置普遍存在下面一些问题:
[0003]I)通常只能进行基本的逻辑指令的相关实验，不方便进行一些复杂的功能如高速计数器、数学运算及通讯的相关实验；
[0004]2)实验装置可提供的实验项目有限，比如流水线、四层电梯、循环踩灯等，使用范围窄；
[0005]3)功能比较复杂的PLC实验装置的价格比较昂贵；
[0006]4)随着PLC控制器的改型和升级，原来的实验装置也随之报废，造成不必要的浪费。
[0007]因此，一方面PLC及应用技术不断的发展，现有的PLC实验装置存在的问题越来越突出，另一方面，学校也不可能频繁的更新实验装置，在这背景下，研发基于PLC控制器的相关实验的扩展模块，发挥现有PLC实验装置的作用，开发一些针对性强，较为复杂的实验项目就非常必要，是当前急需解决的问题。
实用新型内容
[0008]本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，本实用新型的基于PLC控制器的温度检测实验模块，还可以完成频率测量、电机转速测量等实验。功能强大，成本低、输入输出接口通用、使用灵活方便，占用PLC控制器资源少，方便教学，具有良好的应用前景。
[0009]为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0010]一种基于PLC控制器的温度检测实验模块，其特征在于:包括PCB板和PLC控制器，所述PCB板上设有端子排，所述PCB板的输入输出接口通过端子排与PLC控制器的输入输出接口相连接，所述PCB板包括DC-DC电路、信号检测及电压频率转换电路、译码锁存及数码显示电路，所述DC-DC电路外接PLC控制器上的电源，并将电压转换后给PCB板供电，所述信号检测及电压频率转换电路通过端子排与PLC控制器上的输入接口相连接，所述译码锁存及数码显示电路通过端子排与PLC控制器上的输出接口相连接。
[0011]前述的基于PLC控制器的温度检测实验模块，其特征在于:所述信号检测及电压频率转换电路包括温度传感器、电压频率转换模块、定时器模块和模拟开关模块，所述温度传感器通过电压频率转换模块与模拟开关模块相连接，所述定时器模块与模拟开关模块相连接，所述模拟开关模块与PLC控制器上的输入接口相连接。
[0012]前述的基于PLC控制器的温度检测实验模块，其特征在于:所述模拟开关模块还连接有按键开关。
[0013]前述的基于PLC控制器的温度检测实验模块，其特征在于:所述译码锁存及数码显示电路包括四个锁存译码驱动模块和四个数码管，四个锁存译码驱动模块分别外接PLC控制器的输出接口，并与对应的数码管相连接。
[0014]前述的基于PLC控制器的温度检测实验模块，其特征在于:所述PLC控制器还通过跳线开关与数码管相连接。
[0015]本实用新型的有益效果是:本实用新型提供的基于PLC控制器的温度检测实验模块，通在不增加模拟输入模块的情况下，实现对温度的检测与显示，还可以完成频率测量、电机转速测量等实验，也可以作为复杂控制系统的检测单元和显示单元，成本低、输入输出接口通用、使用灵活方便、占用PLC资源少的特点，方便教学，具有良好的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的基于PLC控制器的温度检测实验模块的系统框图。
[0017]图2是本实用新型的信号检测及电压频率转换电路的电路原理图。
[0018]图3是本实用新型的译码锁存及数码显示电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0019]下面将结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。
[0020]如图1所示，基于PLC控制器的温度检测实验模块，包括PCB板和PLC控制器，PCB板上设有端子排，PCB板的输入输出接口通过端子排与PLC控制器的输入输出接口相连接，PLC控制器(可选用西门子S7-200的PLC控制器)，PCB板包括DC-DC电路、信号检测及电压频率转换电路、译码锁存及数码显示电路，DC-DC电路外接PLC控制器上的电源，并将电压转换后给PCB板供电，所述信号检测及电压频率转换电路通过端子排与PLC控制器上的输入接口相连接，所述译码锁存及数码显示电路通过端子排与PLC控制器上的输出接口相连接。
[0021]所述DC-DC电路，通过由LM2596-5芯片和外围元件构成，将PLC控制器的24V直流电变为5V直流电，为PCB板上的各电路提供控制电。
[0022]如图2所示，所述信号检测及电压频率转换电路包括温度传感器UO (型号为AD590)、电压频率转换模块U2 (型号为LM331)、定时器模块3 (型号为LM555的555定时器)和模拟开关模块U4(型号为MAX4662)，温度传感器通过电压频率转换模块与模拟开关模块相连接，定时器模块与模拟开关模块相连接，所述模拟开关模块与PLC控制器上的输入接口相连接，模拟开关模块还连接有按键开关，具体连接如下，温度传感器UO检测温度信号的端口接电压频率转换模块U2的7脚，电压频率转换模块U2的I脚接模拟开关模块U4的I脚，定时器模块U3的I脚接接模拟开关模块U4的8脚，模拟开关模块U4的4路输出端和PLC控制器对应的输入接口相连接，按键开关S2、S3接模拟开关模块U4的16脚和9脚，模拟开关模块U4的2脚、7脚、10脚和15脚还与PLC控制器上的24V电源相连接。
[0023]如图3所示，所述译码锁存及数码显示电路包括四个锁存译码驱动模块U5、U6、U7、U8 (型号为CD4511)和四个数码管DS1、DS2、DS3、DS4(可采用共阴数码)，四个锁存译码驱动模块分别外接PLC控制器的输出接口，并与对应的数码管相连接，PLC控制器还通过跳线开关与数码管相连接，具体连接如下，PLC控制器的8路数字量输出信号经过电阻分压，其中4路译码信号接锁存译码驱动模块U5、U6、U7、U8的输入端，其他4路分别接锁存译码驱动模块U5、U6、U7、U8的锁存使能端，锁存译码驱动模块U5、U6、U7、U8的7段输出(a、b、(:、(1、6、€4)分别接到数码管031、032、033、034的对应端，PLC控制器还通过跳线开关JPl的DPl和DP2信号线分别接数码管DS3、DS2的DP脚，可以控制百位、十位的小数点，以满足量程的要求。
[0024]本实用新型的基于PLC控制器的温度检测实验模块的工作过程如下:PLC控制器以西门子S7-200的PLC为例，首先定义S7-200的高速计数器HSCO工作模式为单相增计数，高速计数信号接口为输入端10.0，温度传感器UO输出的电流信号经过电阻转换为电压信号，再经过RC滤波，接入电压频率转换模块U2内的电压频率转换芯片Ul，根据被测温度，其输出频率可以在3kHz?10 kHz变化，该频率信号经过模拟开关模块U4，将信号转换为24V电平接入PLC控制器S7-200的10.0端，S7-200可以采取中断定时方式，定时时间100ms，实时时间到，通过计算计数器的值，及相关公式，可以计算出被测温度值，并通过译码锁存及数码显示电路显示，定时器模块U3和外围电路构成了一个频率方式器，可以输出一个5kHz的方波，该信号由模拟开关模块U4进行了电平转换，接入到S7-200的高速计数器的输入口，作为基准值，以判断实验时的检测的数据及相关程序的正确性。
[0025]本实用新型，充分利用PLC控制器的高速计数器的功能，在不增加模拟输入模块的情况下，实现对温度的检测与显示，还可以完成频率测量、电机转速测量等实验，也可以作为复杂控制系统的检测单元和显示单元，具有成本低、输入输出接口通用、使用灵活方便、占用PLC控制器资源少的特点，具有良好的应用前景。
[0026]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.基于PLC控制器的温度检测实验模块，其特征在于:包括PCB板和PLC控制器，所述PCB板上设有端子排，所述PCB板的输入输出接口通过端子排与PLC控制器的输入输出接口相连接，所述PCB板包括DC-DC电路、信号检测及电压频率转换电路、译码锁存及数码显示电路，所述DC-DC电路外接PLC控制器上的电源，并将电压转换后给PCB板供电，所述信号检测及电压频率转换电路通过端子排与PLC控制器上的输入接口相连接，所述译码锁存及数码显示电路通过端子排与PLC控制器上的输出接口相连接。
2.根据权利要求1所述的基于PLC控制器的温度检测实验模块，其特征在于:所述信号检测及电压频率转换电路包括温度传感器、电压频率转换模块、定时器模块和模拟开关模块，所述温度传感器通过电压频率转换模块与模拟开关模块相连接，所述定时器模块与模拟开关模块相连接，所述模拟开关模块与PLC控制器上的输入接口相连接。
3.根据权利要求2所述的基于PLC控制器的温度检测实验模块，其特征在于:所述模拟开关模块还连接有按键开关。
4.根据权利要求1所述的基于PLC控制器的温度检测实验模块，其特征在于:所述译码锁存及数码显示电路包括四个锁存译码驱动模块和四个数码管，四个锁存译码驱动模块分别外接PLC控制器的输出接口，并与对应的数码管相连接。
5.根据权利要求4所述的基于PLC控制器的温度检测实验模块，其特征在于:所述PLC控制器还通过跳线开关与数码管相连接。
【文档编号】G09B23/18GK203588034SQ201320699309
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年11月7日 优先权日:2013年11月7日
【发明者】赵涛, 沈亚斌, 张永号, 邢灿华 申请人:南京工程学院