专利名称：一种基于总线控制器的机电控制实验教学系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机电控制技术领域，特别是涉及一种基于总线控制器的机电控制实验教学系统。
背景技术：
目前大学机电实验室的用于机电控制实验的控制器一般都是逻辑控制单元(PLC)或者单片机(MCU)。由于MCU与PLC两者之间的工作电平不一样，MCU为3.3V或者5V，而PLC为24V，而一般执行系统(比如电机)的驱动系统不能同时兼容两种工作电平。所以目前实验教学中应用PLC或单片机控制同一个执行系统时，必须分开进行实验，搭建各自的实验系统。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于总线控制器的机电控制实验教学系统，同时带有单片机和PLC两种控制CPU，在实验教学过程中，学生可以使用同一套这样的系统进行单片机控制技术和PLC控制技术的实验训练。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种基于总线控制器的机电控制实验教学系统，包括触屏模块，控制MCU，总线控制器，工作MCU，工作PLC，驱动执行器，所述触屏模块与控制MCU相连，所述总线控制器分别与驱动执行器、控制MCU、工作MCU和工作PLC相连；所述的触屏模块用于设置所述实验教学系统的初始状态，以及选择所述实验教学系统的CPU工作模式；所述的控制MCU根据用户选择的CPU工作模式，向总线控制器发出总线切换命令；所述的总线控制器通过内部逻辑电路实现输出总线与被选择的工作MCU或工作PLC的输出总线对应相连，实现工作MCU或工作PLC对所述驱动执行器的控制。所述触屏模块为IXD触摸屏。所述控制MCU还与驱动执行器相连，用于控制驱动执行器的总电源开启或关闭。所述控制MCU还作为CPU对用户通过触屏模块选择的驱动执行器进行控制。所述的基于总线控制器的机电控制实验教学系统还包括电平转换器，所述电平转换器分别与总线控制器和工作PLC相连，用于将工作PLC的24V电平转化为与总线电平相符的5V或3.3V电平。所述驱动执行器为直流电机驱动器、步进电机驱动器和/或气缸驱动器。有益效果由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果:本实用新型可以在一个实验系统中解决MCU与PLC工作电平不匹配的问题，实现MCU和PLC都可以对系统中的同一个执行系统进行控制，从而实现了在一个实验教学系统中同时进行单片机实验教学和PLC实验教学。本实用新型节约了实验设备的经费投入，也节省了实验设备的放置空间。
图1是本实用新型的工作原理图；图2是本实用新型的工作流程图；图3是本实用新型的工作模式选定子程序流程图；图4是本实用新型的驱动单元选定子程序流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本实用新型的实施方式涉及一种基于总线控制器的机电控制实验教学系统，如图1所示，包括触屏模块，控制MCU，总线控制器，工作MCU，工作PLC，电平转换器，驱动执行器。所述的LCD触屏模块用于设置系统的初始状态，以及用户点击选择教学系统的工作CPU模式；所述的控制MCU依据用户提出的工作CPU模式请求，向总线控制器发出总线切换命令，切换工作MCU和工作PLC两种CPU输出总线与输出总线的连接；所述的总线控制器通过内部逻辑电路实现输出总线与被选择的工作CPU的输出总线对应相连，从而使该工作CPU实现对所述的驱动执行器的控制；所述的电平转换器将工作PLC的24V电平转化为与总线电平相符的5V或3.3V电平；所述的驱动执行器可以包括直流电机驱动器、步进电机驱动器和气缸驱动器。其中，触屏模块可以是IXD触摸屏，控制MCU和工作MCU均可以采用ADSP系列的芯片实现，工作PLC可以使用三菱fx系列的芯片实现。所述的控制MCU2还可以直接控制用户通过触屏模块选择的驱动执行器，并控制直流电机驱动器、步进电机驱动器或者气缸驱动器的总电源开启或关闭。本实用新型的工作流程如图2所示，具体工作步骤如下:步骤O:用户连线。用户在驱动执行器输出端接入相应的直流电机驱动器、步进电机驱动器或者气缸驱动器。步骤1:开启实验板，控制MCU t吴块系统初始化。步骤2:实验板计入自检程序，如果发现连接问题或者模块问题而没通过自检，程序进入步骤4向LCD触屏发送信息显示错误信号，最后程序结束。如果通过，程序进入步骤3。步骤3:控制MCU模块等待触屏事件触发。如果没有触屏事件触发，重复执行本步骤。如果有触屏触发，转入步骤4。步骤4:判断是否为工作模式设定命令。如果是，调用工作模式选定子程序(如图3所示)，以选定工作PLC或者工作MCU作为执行CPU，然后转入步骤5。如果不是，直接转入步骤5。步骤5:判断是否为驱动执行单元选定命令。如果是，调用驱动单元选定子程序(如图4所示)，以选定用于实验调试的执行器为直流电机驱动器或者步进电机驱动器，或者为气缸驱动器，然后转入步骤6。如果不是，直接转入步骤6。步骤6:判断是否为实验模块启动命令。如果是，并且启动总线控制器，然后转入步骤7。如果不是，直接转入步骤7。步骤7:检测触屏触发命令是否为结束命令。如果是结束命令，转入步骤8。如果不是结束命令，转入步骤4。步骤8:程序结束。
权利要求1.一种基于总线控制器的机电控制实验教学系统，包括触屏模块，控制MCU，总线控制器，工作MCU，工作PLC，驱动执行器，其特征在于，所述触屏模块与控制MCU相连，所述总线控制器分别与驱动执行器、控制MCU、工作MCU和工作PLC相连；所述的触屏模块用于设置所述实验教学系统的初始状态，以及选择所述实验教学系统的CPU工作模式；所述的控制MCU根据用户选择的CPU工作模式，向总线控制器发出总线切换命令；所述的总线控制器通过内部逻辑电路实现输出总线与被选择的工作MCU或工作PLC的输出总线对应相连，实现工作MCU或工作PLC对所述驱动执行器的控制。
2.根据权利要求1所述的基于总线控制器的机电控制实验教学系统，其特征在于，所述触屏模块为LCD触摸屏。
3.根据权利要求1所述的基于总线控制器的机电控制实验教学系统，其特征在于，所述控制MCU还与驱动执行器相连，用于控制驱动执行器的总电源开启或关闭。
4.根据权利要求1所述的基于总线控制器的机电控制实验教学系统，其特征在于，所述控制MCU还作为CPU对用户通过触屏模块选择的驱动执行器进行控制。
5.根据权利要求1所述的基于总线控制器的机电控制实验教学系统，其特征在于，还包括电平转换器，所述电平转换器分别与总线控制器和工作PLC相连，用于将工作PLC的24V电平转化为与总线电平相符的5V或3.3V电平。
6.根据权利要求1所述的基于总线控制器的机电控制实验教学系统，其特征在于，所述驱动执行器为直流电机驱动器、 步进电机驱动器和/或气缸驱动器。
专利摘要本实用新型涉及一种基于总线控制器的机电控制实验教学系统，包括触屏模块，控制MCU，总线控制器，工作MCU，工作PLC，驱动执行器，触屏模块与控制MCU相连，总线控制器分别与驱动执行器、控制MCU、工作MCU和工作PLC相连；触屏模块用于设置实验教学系统的初始状态，以及选择实验教学系统的CPU工作模式；控制MCU根据用户选择的CPU工作模式，向总线控制器发出总线切换命令；总线控制器通过内部逻辑电路实现输出总线与被选择的工作MCU或工作PLC的输出总线对应相连，实现工作MCU或工作PLC对所述驱动执行器的控制。本实用新型节约了实验设备的经费投入，也节省了实验设备的放置空间。
文档编号G09B23/18GK203085037SQ201320003718
公开日2013年7月24日 申请日期2013年1月5日 优先权日2013年1月5日
发明者丁彩红, 罗雨璋, 禚洪昌, 陈禄来 申请人:东华大学