专利名称：一组模块式现场可编程控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及可编程控制器，特别是涉及到一组模块式现场可编程控制器。
背景技术：
目前，现有的模块式现场可编程控制器，只能够完成简单的逻辑控制功能，主要是以开关量控制为主进行的逻辑顺序控制，并且只能应用于小型、近距离的自动化控制场合，对于庞大的控制系统来说，有着运算能力差、存储容量小、通信能力弱、程序开发不方便、环境适应能力差等不足之处。
发明内容
为了克服上述现有的模块式现场可编程控制器技术中存在的缺点，本实用新型的目的是提供一种具有强大的运算能力、存储容量大、以过程模拟信号控制为主、通信能力强、程序开发方便、能组成SCADA和DCS系统、环境适应能力强的模块式现场可编程控制器。
本实用新型的目的通过以下手段来实现一组模块式现场可编程控制器，包括主控模块、I/O模块、通信模块、电源模块和底板模块，特征如下主控模块CPU采用16位微控制器，14.7456MHz时钟，存储器容量是非易失性的256K CMOS RAM和512K EEPROM，集成看门狗定时器、时钟日历、32个定时器、32个PID调节，通信采用2个RS-232串口进行串行通信，传输方式可以采用全双工和半双工方式，通信波特率可以在300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400bps进行任意选择，通信协议Modbus RTU/ASCII，可扩展接入256路数字量输入、256路数字量输出、128路模拟量输入、64路模拟量输出、64路计数器输入，I/O模块最多达32个；I/O模块包括8路模拟量输入模块、4路RTD模拟输入模块、16路数字量输入模块、4路模拟量输出模块、8路数字量输出模块和16路数字量输出模块，其中8路模拟量输入模块输入信号4～20mA/0～20mA或1～5V/0～5V、输入电阻250Ω/20mA或100KΩ/5V、A/D分辨率12位、精度±0.2％、数据更新时间100ms、响应时间20ms；4路RTD模拟输入模块输入信号0～100℃，0～200℃，-50～100℃，-50～200℃可选、A/D分辨率12位、精度±0.5％、数据更新时间100ms、响应时间20ms；16路数字量输入模块的输入信号要求为电压DC24V直流电流不小于5mA，响应时间7ms～24ms；4路模拟量输出模块输出信号4-20mA/0-20mA、最大负载1KΩ、D/A分辨率12位、精度0.2％、响应时间250ms；8路数字量输出模块输出信号FET、负载电流500mA、响应时间2ms；16路数字量输出模块输出信号FET、负载电流500mA、响应时间2ms；通信模块包括网关模块、高速拨号MODEM模块和串口扩展模块，其中网关模块兼容版本为2.0/IEEE 802.3的以太网、通信协议TCP/IP，ModbusRTU，Modbus ASCII、RS-232串口数据传输波特率300～38400、传输方式是全双工，如果传输方式是半双工就需要DTE执行硬件RTS/CTS握手、RTS/CTS延时可设置、RTS保持时间可设置；高速拨号MODEM模块通讯端口为RS232转换公共电话线、通信速率56Kbps/33.6Kbps、指令集为国际标准HAYES AT、纠错协议MNP2-4，V.42、压缩协议MNP5 V.42bis、流控制软件Xon/Xoff或硬件RTS/CTS、拨号方式音频和脉冲方式的默认音频、连接方式RS232/DE-9P电话线/中国制式；串口扩展模块通讯端口为扩展2路RS232、波特率1200～115200、传输方式半双工、通信协议ModbusRTU/ASCII、连接方式DE-9P；电源模块包括四种模块输出电压DC5V输出直流电流不大于2A、输出电压DC5V输出直流电流不大于10A、输出电压DC24V输出直流电流不大于5A、输出电压DC24V输出直流电流不大于10A，四种电源模块均为隔离式开关电源，输入电压AC220V，效率90％；底板模块包括4路主控底板模块、4路I/O扩展底板模块、8路主控底板模块和8路I/O扩展底板模块，其中4路主控底板模块模块接口数4路、扩展口1个；4路I/O扩展底板模块模块接口数4路、扩展口2个8路主控底板模块模块接口数8路、扩展口1个；8路I/O扩展底板模块模块接口数8路、扩展口2个。
所述的一组模块式现场可编程控制器，由主控模块、I/O模块、通信模块、电源模块和底板模块搭建成系统，I/O模块上的I/O通道，是主控模块与现场信号的接口，I/O模块插接在底板模块的总线上，通过总线与主控模块相连。
本实用新型相比现有技术具有如下特点由于采用了上述结构使得本实用新型拆装方便，使用轻便，抗震能力强，能抗电磁干扰，可在恶劣环境下应用，且安全性能好，使用寿命长，本控制器可广泛应用于各种场合。
图1为本实用新型的总体结构示意图；图2为本实用新型的模块插接示意图。
具体实施方式
从附图1可看出本实用新型的总体结构，包括主控模块、I/O模块、通信模块和底板模块，电源模块另配。其特征在于各种控制模块1分别插接在底板模块2上，通过底板模块2上的总线进行通信。
从附图2可看出各种模块是通过底板模块上的插槽3进行连接。
权利要求1.一组模块式现场可编程控制器，包括主控模块、I/O模块、通信模块、电源模块和底板模块，其特征在于主控模块CPU采用16位微控制器，14.7456MHz时钟，存储器容量是非易失性的256K CMOS RAM和512K EEPROM，集成看门狗定时器、时钟日历、32个定时器、32个PID调节，通信采用2个RS-232串口进行串行通信，传输方式可以采用全双工和半双工方式，通信波特率可以在300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400bps进行任意选择，通信协议Modbus RTU/ASCII，可扩展接入256路数字量输入、256路数字量输出、128路模拟量输入、64路模拟量输出、64路计数器输入，I/O模块最多达32个；I/O模块包括8路模拟量输入模块、4路RTD模拟输入模块、16路数字量输入模块、4路模拟量输出模块、8路数字量输出模块和16路数字量输出模块，其中8路模拟量输入模块输入信号4～20mA/0～20mA或1～5V/0～5V、输入电阻250Ω/20mA或100KΩ/5V、A/D分辨率12位、精度±0.2％、数据更新时间100ms、响应时间20ms；4路RTD模拟输入模块输入信号0～100℃，0～200℃，-50～100℃，-50～200℃可选、A/D分辨率12位、精度±0.5％、数据更新时间100ms、响应时间20ms；16路数字量输入模块的输入信号要求为电压DC24V直流电流不小于5mA，响应时间7ms～24ms；4路模拟量输出模块输出信号4-20mA/0-20mA、最大负载1KΩ、D/A分辨率12位、精度0.2％、响应时间250ms；8路数字量输出模块输出信号FET、负载电流500mA、响应时间2ms；16路数字量输出模块输出信号FET、负载电流500mA、响应时间2ms；通信模块包括网关模块、高速拨号MODEM模块和串口扩展模块，其中网关模块兼容版本为2.0/IEEE 802.3的以太网、通信协议TCP/IP，ModbusRTU，Modbus ASCII、RS-232串口数据传输波特率300～38400、传输方式是全双工，如果传输方式是半双工就需要DTE执行硬件RTS/CTS握手、RTS/CTS延时可设置、RTS保持时间可设置；高速拨号MODEM模块通讯端口为RS232转换公共电话线、通信速率56Kbps/33.6Kbps、指令集为国际标准HAYES AT、纠错协议MNP2-4，V.42、压缩协议MNP5 V.42bis、流控制软件Xon/Xoff或硬件RTS/CTS、拨号方式音频和脉冲方式的默认音频、连接方式RS232/DE-9P电话线/中国制式；串口扩展模块通讯端口为扩展2路RS232、波特率1200～115200、传输方式半双工、通信协议ModbusRTU/ASCII、连接方式DE-9P；电源模块包括四种模块输出电压DC5V输出直流电流不大于2A、输出电压DC5V输出直流电流不大于10A、输出电压DC24V输出直流电流不大于5A、输出电压DC24V输出直流电流不大于10A，四种电源模块均为隔离式开关电源，输入电压AC220V，效率90％；底板模块包括4路主控底板模块、4路I/O扩展底板模块、8路主控底板模块和8路I/O扩展底板模块，其中4路主控底板模块模块接口数4路、扩展口1个；4路I/O扩展底板模块模块接口数4路、扩展口2个；8路主控底板模块模块接口数8路、扩展口1个；8路I/O扩展底板模块模块接口数8路、扩展口2个。
2.如权利要求1所述的一组模块式现场可编程控制器，其特征在于由主控模块、I/O模块、通信模块、电源模块和底板模块搭建成系统；I/O模块上的I/O通道，是主控模块与现场信号的接口，I/O模块插接在底板模块的总线上，通过总线与主控模块相连。
专利摘要本实用新型涉及一组模块式现场可编程控制器，由主控模块、I/O模块、通信模块、电源模块和底板模块构成，通过程序设计可完成复杂的数据采集、逻辑和过程控制等功能，选择适宜的通讯方式和协议可实现本地或远程测控。该控制器使用轻便，抗震能力强，能抗电磁干扰，可在恶劣环境下应用，使用寿命长。
文档编号G05B19/05GK2824104SQ200520005059
公开日2006年10月4日 申请日期2005年3月2日 优先权日2005年3月2日
发明者俞凌, 庄贵林 申请人:北京安控科技发展有限公司