数控装备远程监控一体化智能终端的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种数控装备远程监控一体化智能终端，包括以太网接口电路、RS232接口电路、RS485接口电路和CAN接口电路；所述以太网接口电路通过以太网接口与PLC相连接；所述RS232接口电路通过RS232接口与PLC相连接；所述RS485接口电路通过RS485接口与PLC相连接；所述CAN接口电路通过CAN接口与PLC相连接；本实用新型能够兼容具有不同通讯接口、不同型号和品牌的PLC，进而实现对各数控装备工作状态的监控，真正实现“一次开发，多种兼容”，节约成本。
【专利说明】数控装备远程监控一体化智能终端
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及数控装备远程监控领域，具体为一种数控装备远程监控一体化智能终端。
【背景技术】
[0002]智能工业是将传统工业提升到智能化的新阶段，是未来工业的发展趋势，对数控装备能够实现智能控制、远程控制、远程诊断和远程修复等；目前，现场数控装备控制系统主要由PLC构成，且应用于数控装备的PLC品牌多样化、型号多元化、通讯接口和现场通讯规约多样化；因此，要推进智能工业，首先必须能够实现对不同品牌、型号和接口类型的PLC的兼容，进而才能实现对所述PLC连接的数控设备的监控。
【发明内容】
[0003]本实用新型针对以上问题的提出，而研制一种具备多种现场总线接口、能够节约成本的数控装备远程监控一体化智能终端。
[0004]本实用新型的技术手段如下:
[0005]一种数控装备远程监控一体化智能终端，包括以太网接口电路、RS232接口电路、RS485接口电路和CAN接口电路；所述以太网接口电路通过以太网接口与PLC相连接；所述RS232接口电路通过RS232接口与PLC相连接；所述RS485接口电路通过RS485接口与PLC相连接；所述CAN接口电路通过CAN接口与PLC相连接；
[0006]进一步地，所述以太网接口电路包括隔离变压器U13和物理层芯片U12 ;所述隔离变压器U13的引脚TX+和引脚TX-分别与以太网接口的第一引脚TX+和第二引脚TX-相连接；所述隔离变压器U12的引脚RX+和引脚RX-分别与以太网接口的第三引脚RX+和第六引脚RX-相连接；所述隔离变压器U13的引脚TD+和引脚TD-分别与物理层芯片U12的引脚TX+和引脚TX-相连接；所述隔离变压器U13的引脚RD+和引脚RD-分别与物理层芯片U12的引脚RX+和引脚RX-相连接；所述隔离变压器U13的引脚CTl和引脚CT2均与物理层芯片U12的引脚REGOUT相连接；所述物理层芯片U12的引脚REGOUT通过磁珠与引脚REGIN相连接；
[0007]进一步地，所述隔离变压器U13采用H2019NL;所述物理层芯片U12采用RTL8201CL ；
[0008]进一步地，所述RS232接口电路包括RS232收发器U17和模拟开关U36 ;所述1?232收发器U17的引脚RlIN和引脚TlOUT分别通过电阻R174和R176与RS232接口相连接；所述RS232收发器U17的引脚TlIN通过电阻R173与模拟开关U36的引脚XO相连接；所述RS232收发器U17的引脚RlOUT通过电阻R175与模拟开关U36的引脚YO相连接；
[0009]进一步地，所述RS232收发器U17采用MAX3232 ;所述模拟开关U36采用⑶4052 ；
[0010]进一步地，所述RS485接口电路包括RS485收发器U18 ;所述RS485收发器U18的引脚A和引脚B与RS485接口相连接；[0011 ] 进一步地，所述RS485收发器U18采用SP485 ；
[0012]另外，还包括:
[0013]用于对数控装备进行定位，并输出定位信号的GPS接收机；
[0014]用于输出GPS接收机工作电源使能信号的控制芯片；
[0015]与GPS接收机和控制芯片相连接，用于接收所述控制芯片输出的GPS接收机工作电源使能信号，并控制GPS接收机工作电源是否接通的GPS接口电路；
[0016]所述GPS接口电路包括晶体管Q17、M0S管M9、电阻R301、电阻R302、电阻R303和电阻R304 ;所述晶体管Q17的基极通过电阻R301连接控制芯片的GPS接收机工作电源使能信号输出端；所述电阻R304两端分别连接晶体管Q17的基极和地；所述晶体管Q17的发射极通过电阻R302与地连接；所述晶体管Q17的集电极与MOS管M9的栅极相连接，并通过电阻R303连接MOS管M9的漏极和3.3V电源；所述MOS管M9的源极连接GPS接收机；
[0017]另外，还包括与PLC输入输出端相连接的多路IO接口电路；所述IO接口电路包括光电耦合器、压敏电阻和电容；所述光电耦合器的发光二极管阳极和阴极之间接有相互并联的压敏电阻和电容；所述光电耦合器的发光二极管阳极和阴极与PLC输入输出端相连接；所述光电耦合器的光敏三极管发射极通过电阻接地。
[0018]进一步地，所述隔离变压器U13的引脚TX+和引脚TX-之间接有瞬态抑制二极管D6 ;所述隔离变压器U13的引脚RX+和引脚RX-之间接有瞬态抑制二极管D7 ;所述隔离变压器U13的引脚TD+、引脚TD-、引脚RD+、引脚RD-分别对地接有RC吸收电路。
[0019]进一步地，所述瞬态抑制二极管D6和D7采用BV03C ;进一步地，所述晶体管Q17采用 2N3904 ;所述 MOS 管 M9 采用 NTF5P03 ；
[0020]进一步地，所述RS232收发器U17的引脚Cl+和引脚Cl-之间接有电容C208 ;所述RS232收发器U17的引脚C2+和引脚C2-之间接有电容C211 ；
[0021]进一步地，所述RS485收发器U18的引脚A连接有上拉电阻R181 ;所述RS485收发器U18的引脚B连接有下拉电阻R186 ;所述RS485收发器U18的引脚TXD和引脚RXD与控制芯片的串口相连接；所述RS485收发器U18的引脚DE和RE与控制芯片的IO 口相连接；
[0022]进一步地，所述光电耦合器的光敏三极管集电极接有上拉电阻，并与控制芯片的IO 口相连接；
[0023]进一步地，所述物理层芯片U12 的引脚MDC、MDIO、TXD [O]、TXD [I]、TXD [2]、TXD [3]、TXEN、TX_CLK、RXDV, RXD [O]、RXD [I]、RXD [2]、RXD [3]、RX_CLK、COL、CRS, RXER 与控制芯片的网络接口相连接；
[0024]进一步地，所述模拟开关U36的引脚X和引脚Y与控制芯片的串口相连接；所述模拟开关U36的引脚A与控制芯片的IO 口相连接；
[0025]进一步地，所述GPS接口电路与所述GPS接收机的工作电源共地；所述GPS接收机的定位信号输出端还与控制芯片的串口相连接；
[0026]进一步地，所述控制芯片将以太网接口电路、RS232接口电路、RS485接口电路、CAN接口电路和IO接口电路输出的数控装备工作状态信息传输给3G模块，进一步由3G模块发送给远程控制系统；
[0027]进一步地，所述智能终端还包括用于采集数控装备视频的摄像头；
[0028]进一步地，所述智能终端还包括内置的SD卡或TIF卡存储设备，能够对以太网接口电路、RS232接口电路、RS485接口电路、CAN接口电路输出的数控装备工作状态数据进行存储。
[0029]由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的数控装备远程监控一体化智能终端，能够兼容具有不同通讯接口、不同型号和品牌的PLC，进而实现对各数控装备工作状态的监控，真正实现“一次开发，多种兼容”，节约成本；同时可以选择是否需要数控装备GPS定位功能，灵活性强。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是本实用新型的结构框图；
[0031]图2是本实用新型所述以太网接口电路的电路原理图；
[0032]图3是本实用新型所述RS232接口电路的电路原理图；
[0033]图4是本实用新型所述RS485接口电路的电路原理图；
[0034]图5是本实用新型所述GPS接口电路的电路原理图；
[0035]图6是本实用新型所述IO接口电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0036]如图1至图6所示，一种数控装备远程监控一体化智能终端，包括以太网接口电路、RS232接口电路、RS485接口电路和CAN接口电路；所述以太网接口电路通过以太网接口与PLC相连接；所述RS232接口电路通过RS232接口与PLC相连接；所述RS485接口电路通过RS485接口与PLC相连接；所述CAN接口电路通过CAN接口与PLC相连接；进一步地，所述以太网接口电路包括隔离变压器U13和物理层芯片U12 ;所述隔离变压器U13的引脚TX+和引脚TX-分别与以太网接口的第一引脚TX+和第二引脚TX-相连接；所述隔离变压器U12的引脚RX+和引脚RX-分别与以太网接口的第三引脚RX+和第六引脚RX-相连接；所述隔离变压器U13的引脚TD+和引脚TD-分别与物理层芯片U12的引脚TX+和引脚TX-相连接；所述隔离变压器U13的引脚RD+和引脚RD-分别与物理层芯片U12的引脚RX+和引脚RX-相连接；所述隔离变压器U13的引脚CTl和引脚CT2均与物理层芯片U12的引脚REGOUT相连接；所述物理层芯片U12的引脚REGOUT通过磁珠与引脚REGIN相连接；进一步地，所述隔离变压器U13采用H2019NL ;所述物理层芯片U12采用RTL8201CL ;进一步地，所述RS232接口电路包括RS232收发器U17和模拟开关U36 ;所述RS232收发器U17的引脚RlIN和引脚TlOUT分别通过电阻R174和R176与RS232接口相连接；所述RS232收发器U17的引脚TlIN通过电阻R173与模拟开关U36的引脚XO相连接；所述RS232收发器U17的引脚RlOUT通过电阻R 175与模拟开关U36的引脚YO相连接；进一步地，所述RS232收发器U17采用MAX3232 ;所述模拟开关U36采用⑶4052 ;进一步地，所述RS485接口电路包括RS485收发器U18 ;所述RS485收发器U18的引脚A和引脚B与RS485接口相连接；进一步地，所述RS485收发器U18采用SP485 ;另外，还包括:用于对数控装备进行定位，并输出定位信号的GPS接收机；用于输出GPS接收机工作电源使能信号的控制芯片；与6?5接收机和控制芯片相连接，用于接收所述控制芯片输出的GPS接收机工作电源使能信号，并控制GPS接收机工作电源是否接通的GPS接口电路；所述GPS接口电路包括晶体管Q17、MOS管M9、电阻R301、电阻R302、电阻R303和电阻R304 ;所述晶体管Ql7的基极通过电阻R301连接控制芯片的GPS接收机工作电源使能信号输出端；所述电阻R304两端分别连接晶体管Q17的基极和地；所述晶体管Q17的发射极通过电阻R302与地连接；所述晶体管Q17的集电极与MOS管M9的栅极相连接，并通过电阻R303连接MOS管M9的漏极和3.3V电源；所述MOS管M9的源极连接GPS接收机；另外，还包括与PLC输入输出端相连接的多路IO接口电路；所述IO接口电路包括光电耦合器、压敏电阻和电容；所述光电耦合器的发光二极管阳极和阴极之间接有相互并联的压敏电阻和电容；所述光电耦合器的发光二极管阳极和阴极与PLC输入输出端相连接；所述光电耦合器的光敏三极管发射极通过电阻接地。进一步地，所述隔离变压器U13的引脚TX+和引脚TX-之间接有瞬态抑制二极管D6 ;所述隔离变压器U13的引脚RX+和引脚RX-之间接有瞬态抑制二极管D7 ;所述隔离变压器U13的引脚TD+、引脚TD-、引脚RD+、引脚RD-分别对地接有RC吸收电路；进一步地，所述瞬态抑制二极管D6和D7采用BV03C ;进一步地，所述晶体管Q17采用2N3904 ;所述MOS管M9采用NTF5P03 ;进一步地，所述RS232收发器U17的引脚Cl+和引脚Cl-之间接有电容C208 ;所述RS232收发器U17的引脚C2+和引脚C2-之间接有电容C211 ;进一步地，所述RS485收发器U18的引脚A连接有上拉电阻R181 ;所述RS485收发器U18的引脚B连接有下拉电阻R186 ;所述光电耦合器的光敏三极管集电极接有上拉电阻，并与控制芯片的IO 口相连接；所述物理层芯片 U12 的引脚 MDC、MDIO、TXD [O]、TXD [I]、TXD [2]、TXD [3]、TXEN、TX_CLK、RXDV, RXD [O]、RXD[I]、RXD[2]、RXD[3]、RX_CLK、COL、CRS, RXER与控制芯片的网络接口相连接；所述模拟开关U36的引脚X和引脚Y与控制芯片的串口相连接；所述模拟开关U36的引脚A与控制芯片的IO 口相连接；所述RS485收发器U18的引脚TXD和引脚RXD与控制芯片的串口相连接；所述RS485收发器U18的引脚DE和RE与控制芯片的IO 口相连接；所述GPS接口电路与所述GPS接收机的工作电源共地；所述GPS接收机的定位信号输出端还与控制芯片的串口相连接；所述控制芯片将以太网接口电路、RS232接口电路、RS485接口电路、CAN接口电路和IO接口电路输出的数控装备工作状态信息传输给3G模块，进一步由3G模块发送给远程控制系统；所述智能终端还包括用于采集数控装备视频的摄像头；所述智能终端还包括内置的SD卡或TIF卡存储设备，能够对以太网接口电路、RS232接口电路、RS485接口电路、CAN接口电路输出的数控装备工作状态数据进行存储。
[0037]本实用新型所述以太网接口电路、RS232接口电路、RS485接口电路、CAN接口电路分别通过以太网接口、RS232接口、RS485接口和CAN接口与具有不同接口类型的各现场数控装备控制系统PLC完成通讯，并接收各PLC发送过来的数控装备工作状态数据，实现对具有不同通讯接口、不同型号和品牌的PLC的兼容，进而实现对各PLC所连接的数控装置的工作状态的监控；本实用新型所述IO接口电路与PLC的输入输出端对接，可以将现场数控装备的开关量传感接入到智能终端，当光电耦合器的发光二极管阳极和阴极所接收的PLC输出信号使发光二极管导通后，则光敏三极管随之导通，光敏三极管集电极输出由高电平变为低电平，由此所述IO接口电路能够用于监测数控装备的工作状态是否异常；本实用新型所述GPS接口电路用于控制GPS接收机工作电源是否接通，进而控制GPS接收机的工作状态；当MOS管M9导通时，3.3V电源施加到GPS接收机上，GPS接收机的工作电源接通。本实用新型所述智能终端具有多接口类型、包含GPS定位技术和现场感知传感接口技术，实际应用时其可以位于中间层，实现与现场数控装备控制系统PLC的通讯，同时还可以将PLC输出的数控状态工作状态数据利用3G模块发送给远程控制系统，进而实现对现场设备的远程诊断和控制，体现了本实用新型所述智能终端的在线式特征；本实用新型能够兼容以太网接口、RS232 接口、RS485 接口和 CAN 接口，进而实现以太网、RS232、RS485、DDEVICE_NET、Profibus-DP等主流PLC现场通讯规约,体现了本实用新型所述智能终端的开放式特征；本实用新型所述智能终端的应用，能够大大提高数控领域生产效率，并降低人力成本。
[0038]本实用新型提供的数控装备远程监控一体化智能终端，能够兼容具有不同通讯接口、不同型号和品牌的PLC，进而实现对各数控装备工作状态的监控，真正实现“一次开发，多种兼容”，节约成本；同时可以选择是否需要数控装备GPS定位功能，灵活性强。
[0039]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种数控装备远程监控一体化智能终端，其特征在于包括以太网接口电路、RS232接口电路、RS485接口电路和CAN接口电路；所述以太网接口电路通过以太网接口与PLC相连接；所述RS232接口电路通过RS232接口与PLC相连接；所述RS485接口电路通过RS485接口与PLC相连接；所述CAN接口电路通过CAN接口与PLC相连接。
2.根据权利要求1所述的数控装备远程监控一体化智能终端，其特征在于所述以太网接口电路包括隔离变压器U13和物理层芯片U12 ;所述隔离变压器U13的引脚TX+和引脚TX-分别与以太网接口的第一引脚TX+和第二引脚TX-相连接；所述隔离变压器U12的引脚RX+和引脚RX-分别与以太网接口的第三引脚RX+和第六引脚RX-相连接；所述隔离变压器U13的引脚TD+和引脚TD-分别与物理层芯片U12的引脚TX+和引脚TX-相连接；所述隔离变压器U13的引脚RD+和引脚RD-分别与物理层芯片U12的引脚RX+和引脚RX-相连接；所述隔离变压器U13的引脚CTl和引脚CT2均与物理层芯片U12的引脚REGOUT相连接；所述物理层芯片U12的引脚REGOUT通过磁珠与引脚REGIN相连接。
3.根据权利要求2所述的数控装备远程监控一体化智能终端，其特征在于所述隔离变压器U13采用H2019NL ;所述物理层芯片U12采用RTL8201CL。
4.根据权利要求1所述的数控装备远程监控一体化智能终端，其特征在于所述RS232接口电路包括RS232收发器U17和模拟开关U36 ;所述RS232收发器U17的引脚RlIN和引脚TlOUT分别通过电阻R174和R176与RS232接口相连接；所述RS232收发器U17的引脚TlIN通过电阻R173与模拟开关U36的引脚XO相连接；所述RS232收发器U17的引脚RlOUT通过电阻R175与模拟开关U36的引脚YO相连接。
5.根据权利要求4所述的数控装备远程监控一体化智能终端，其特征在于所述RS232收发器U17采用MAX3232 ;所述模拟开关U36采用⑶4052。
6.根据权利要求1所述的数控装备远程监控一体化智能终端，其特征在于所述RS485接口电路包括RS485收发器U18 ;所述RS485收发器U18的引脚A和引脚B与RS485接口相连接。
7.根据权利要求6所述的数控装备远程监控一体化智能终端，其特征在于所述RS485收发器U18采用SP485。
8.根据权利要求1所述的数控装备远程监控一体化智能终端，其特征在于还包括: 用于对数控装备进行定位，并输出定位信号的GPS接收机； 用于输出GPS接收机工作电源使能信号的控制芯片； 与GPS接收机和控制芯片相连接，用于接收所述控制芯片输出的GPS接收机工作电源使能信号，并控制GPS接收机工作电源是否接通的GPS接口电路； 所述GPS接口电路包括晶体管Q17、M0S管M9、电阻R301、电阻R302、电阻R303和电阻R304 ;所述晶体管Q17的基极通过电阻R301连接控制芯片的GPS接收机工作电源使能信号输出端；所述电阻R304两端分别连接晶体管Q17的基极和地；所述晶体管Q17的发射极通过电阻R302与地连接；所述晶体管Q17的集电极与MOS管M9的栅极相连接，并通过电阻R303连接MOS管M9的漏极和3.3V电源；所述MOS管M9的源极连接GPS接收机。
9.根据权利要求1所述的数控装备远程监控一体化智能终端，其特征在于还包括与PLC输入输出端相连接的多路IO接口电路；所述IO接口电路包括光电耦合器、压敏电阻和电容；所述光电耦合器的发光二极管阳极和阴极之间接有相互并联的压敏电阻和电容；所述光电稱合器的发光二极管阳极和阴极与PLC输入输出端相连接；所述光电稱合器的光敏三极管发射极通过电阻接地。
10.根据权利要求2所述的数控装备远程监控一体化智能终端，其特征在于所述隔离变压器U13的引脚TX+和引脚TX-之间接有瞬态抑制二极管D6 ;所述隔离变压器U13的引脚RX+和引脚RX-之间接有瞬态抑制二极管D7 ;所述隔离变压器U13的引脚TD+、引脚TD-、引脚RD+、引脚RD-分别对 地接有RC吸收电路。
【文档编号】G05B19/418GK203720639SQ201420101077
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年3月6日 优先权日:2014年3月6日
【发明者】李治良 申请人:大连海创高科信息技术有限公司