专利名称：可编程逻辑控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可编程逻辑控制装置，尤其涉及ー种以MCS-51系列单片机为核心的可编程逻辑控制装置。
背景技术：
可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，通常简称为PLC)是自动化控制领域中广泛应用的ー个重要产品，其方便灵活的控制方式得到了普遍的认可。PLC在国外已有几十年的发展和广泛应用，其技术发展较快，也较成熟。目前市场上之PLC产品可靠性及稳定性虽然较高，但是价格也较为高昂。在一些对控制要求相对不高的场合，采用现有的PLC构建的控制系统仅利用PLC很少的功能，无疑造成了生产成本的増加。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供ー种成本较低的可编程逻辑控制装置。一种可编程逻辑控制装置，其包括MCS_51系列SOC型单片机，其EEPROM区烧入系统程序；直流电源模块，其包括抗干扰电路以及与该抗干扰电路连接的第一输出端和第 ニ输出端，该第一输出端与该单片机相连；以及与该单片机相连的I/O模块、继电器输出模块和脉冲输出模块；该I/O模块用于接收/送出开关量信号，该第二输出端与该继电器输出模块相连；该系统程序包括编程模块以及控制模块。该编程模块包括主函数以及实现预设指令的功能子函数库，该主函数调用该功能子函数库以根据用户的编程数据生成相应的控制指令。该控制模块在设定的周期内用采用集中采集输入信号、集中程序处理并集中刷新输出的方式采集I/O模块送来的状态或数据，并根据该编程模块生成的控制指令进行处理后控制继电器输出模块和脉冲输出模块的输出。上述可编程逻辑控制装置以MCS-51系列SOC型单片机为核心进行构建，其硬件成本较低且易于使用，可通过较低的成本实现现有的PLC的基本功能。且通过直流电源模块同时为单片机和继电器输出模块提供电压，精简了电路结构。
图1是本发明实施方式的可编程逻辑控制装置的功能模块图。图2是图1所示单片机的电路原理图。图3是图1所示可编程逻辑控制装置的直流电源模块的电路原理图。图4是图1所示可编程逻辑控制装置的I/O模块的电路原理图。图5是图1所示可编程逻辑控制装置的继电器输出模块的电路原理图。图6是图1所示可编程逻辑控制装置的脉冲输出模块的电路原理图。主要元件符号说明可编程逻辑控制装置100MCS-51系列单片机20直流电源模块30I/O模块40继电器輸出模块50脉冲输出模块60系统程序21编程模块211控制模块212抗干扰电路31第一输出端32第二输出端33第一滤波电路311第二滤波电路312隔离直流转换模块313光电耦合器件41继电器51可调电阻61状态指示単元81通讯接ロ単元8具体实施例方式请參见图1，本发明实施方式的可编程逻辑控制装置100以MCS-51系列 SOC (System On Chip)型单片机20为核心，包括直流电源模块30、I/O模块40、继电器输出模块50及脉冲输出模块60。单片机20的EEPROM区烧入系统程序21。系统程序21采用集中采集输入信号、集中程序处理并集中刷新输出的控制方式，在设定的周期内扫描I/O模块40送来的状态或数据，并进行处理后控制继电器输出模块50和脉冲输出模块60的输出，以实现逻辑、运算及脉冲输出的控制。单片机20上集成了定时器、硬件看门狗、11. 0592M晶振以及A/D转换模块等。 MCS-51系列SOC型单片机20具有价格低廉且易于使用的优点，以其为核心构建可编程逻辑控制装置100，可降低硬件成本。在本实施方式中，采用8位单机器周期指令的MCS-51系列 SOC型单片机。系统程序21包括编程模块211以及控制模块212。编程模块211用于接收用户的编程数据并且生成相应的控制指令。编程模块211包括进行编译链接的主函数，以及实现预设指令的功能子程序库。该功能子程序库包括可实现移位、比较等功能的多个子程序。 主函数通过调用功能子程序库中的子程序，实现简单便利的编程。当然，系统程序21也可以用解释的方式运行，其还可以支持用户自编的KeilC/ASM程序。编程模块211采用主函数调用子函数的方式，可方便用户编写控制程序，便于可编程逻辑控制装置100的使用和操作。控制模块212在设定的周期内采用集中采集的方式扫描各端ロ的状态或数据，并根据编程模块211生成的控制指令进行集中程序处理后，进行集中刷新输出，以控制继电器输出模块50和脉冲输出模块60的输出。控制模块212扫描各端ロ的方式与现有的PLC 基本相似，即在ー个扫描周期内，顺次扫描各端ロ的状态，并将获得的状态或者数据存储于寄存器中。控制模块212根据编程模块211指令处理从各端ロ获取的的状态或数据，得到相应的输出量，并据此刷新对应的输出端ロ。请同时參见图2至图6，直流电源模块30用于提供稳定的电压源，其包括抗干扰电路31以及与抗干扰电路31连接的第一输出端32和第二输出端33。直流电源模块30的输入端接24V直流开关电源，第一输出端32输出5V直流电源并与MCS-51系列单片机20相连，以向该MCS-51系列单片机20供电。第二输出端33输出24V直流电源，其与继电器输出模块50相连，从而为继电器输出模块50提供稳定的控制电压。为增强直流电源模块30输出电压的稳定性并减小噪音干扰，抗干扰电路31包括第一滤波电路311、第二滤波电路312，以及连接于第一滤波电路311与第二滤波电路312 之间的隔离直流转换模块313。第一、第二滤波电路311、312均为多级滤波电路。隔离直流转换模块313可采用MC34063A芯片器件。第一输出端32及第ニ输出端33与第二滤波电路312相连。上述直流电源模块30的输出电流噪声较小，有利于提高可编程逻辑控制装置 100的稳定性及可靠性。I/O模块40用于接收/送出开关量信号，其输入端与输出端之间设有光电耦合器件41。该光电耦合器件41可选择TIi^SO-I型。本实施方式中，I/O模块40共12路输入输出，其中包括高速脉冲/计数输入ロ，模拟量输入ロ /模数转换ロ，及中速开关量信号输入口等。继电器输出模块50包括用于控制工作部件动作的继电器51。本实施方式中，继电器输出模块50共8路输出。脉冲输出模块60包括一个连接于其输入端与输出端之间的可调电阻61。通过调节可调电阻61的电阻值，可调节输出的脉冲信号的幅值。脉冲输出模块60用于驱动步进电机或伺服电机动作。本实施方式中，脉冲输出模块60共2路输出。此外，本发明实施方式的可编程逻辑控制装置100还可包括状态指示単元81以及通讯接ロ単元82。状态指示単元81连接至相应的输入输出端ロ，并设有发光二极管(图未示)。当单片机20的输入输出端ロ状态发生变化时，发光二极管发光或熄灭而对上述状态作出指示。通讯接ロ単元82可进行在线编程，并通过组态通讯子程序以及向量映射表实现
与上位机或触摸屏的通讯功能。可以理解，需要时还可以通过通讯接ロ単元82扩展I/O端□。上述可编程逻辑控制装置以MCS-51系列SOC型单片机20为核心进行构建，其硬件成本较低且易于使用，可通过较低的成本实现现有的PLC的基本功能。且通过直流电源模块同时为MCS-51系列单片机20和继电器输出模块50提供电压，精简了电路结构。可以理解的是，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化等用于本发明的设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
权利要求
1.一种可编程逻辑控制装置，其包括MCS-51系列SOC (System OnChip)型单片机，其 EEPROM区烧入系统程序；直流电源模块，其包括抗干扰电路以及与该抗干扰电路连接的第 ー输出端和第二输出端，该第一输出端与该单片机相连；以及与该单片机相连的I/O模块、 继电器输出模块和脉冲输出模块；该I/O模块用于接收/送出开关量信号，该第二输出端与该继电器输出模块相连；该系统程序包括编程模块以及控制模块，该编程模块包括主函数以及实现预设指令的功能子函数库，该主函数调用该功能子函数库以根据用户的编程数据并且生成相应的控制指令，该控制模块在设定的周期内集中采集I/O模块送来的状态或数据，并根据该编程模块生成的控制指令进行集中程序处理，并采用集中刷新输出的方式控制继电器输出模块和脉冲输出模块的输出。
2.如权利要求1所述的可编程逻辑控制装置，其特征在于该抗干扰电路包括第一滤波电路、第二滤波电路，以及连接于该第一滤波电路与第二滤波电路之间的隔离直流转换模块。
3.如权利要求1所述的可编程逻辑控制装置，其特征在于该脉冲输出模块包括一可调电阻，用于调节输出信号的幅值。
4.如权利要求1所述的可编程逻辑控制装置，其特征在于还包括与该单片机相连的通讯接ロ単元。
5.如权利要求4所述的可编程逻辑控制装置，其特征在于该通讯接ロ単元通过在线编程，并通过组态通讯子程序以及向量映射表实现与上位机或触摸屏的通讯功能。
6.如权利要求1所述的可编程逻辑控制装置，其特征在于还包括与该单片机相连的状态指示単元。
7.如权利要求1所述的可编程逻辑控制装置，其特征在于该I/O模块包括连接于其输入端与输出端之间的光电耦合器件。
8.如权利要求1所述的可编程逻辑控制装置，其特征在于该I/O模块包括高速脉冲/ 计数输入ロ，模拟量输入ロ /模数转换ロ，及中速开关量信号输入ロ。
9.如权利要求1所述的可编程逻辑控制装置，其特征在于该MCS-51系列SOC型单片机为8位单机器周期指令的单片机。
全文摘要
一种可编程逻辑控制装置，其包括MCS-51系列SOC型单片机，其EEPROM区烧入系统程序；直流电源模块，其包括抗干扰电路以及与该抗干扰电路连接的第一输出端和第二输出端，该第一输出端与该单片机相连；以及与该单片机相连的I/O模块、继电器输出模块和脉冲输出模块；该I/O模块用于接收/送出开关量信号，该第二输出端与该继电器输出模块相连；该系统程序包括编程模块以及控制模块。该编程模块包括主函数以及实现预设指令的功能子函数库，该主函数调用该功能子函数库以根据用户的编程数据生成相应的控制指令。该控制模块根据该编程模块生成的控制指令进行处理后控制继电器输出模块和脉冲输出模块的输出。上述可编程逻辑控制装置具有成本较低的优点。
文档编号G05B19/05GK102566482SQ201010598588
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者叶启贤, 王阳, 秦钟 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司