一种智能控制器的制作方法

本发明涉及电子设备的技术领域，特别是涉及一种智能控制器。

背景技术：

过程自动化((Process Automation，PA)行业在过去三十年飞速发展，基本上实现工厂规模化和自动化。目前，以互联网和智能制造为特点离散工业自动化、智能化将快速发展和提升。时下全球正在掀起一股“工业4.0”的革命浪潮，以互联网、大数据为基础的智能制造已经成为新的趋势，而智能制造装置的核心部件之一就是智能控制器，以适应各种智能装备的功能需求。

现有技术中，绝大多数智能控制器采用各种PLC控制器和专业控制器实现，其仅仅提供部分自动化功能，不能满足新技术发展形势下的功能要求。例如，核心工艺保密功能、即插即用的互谅互通功能、资源监测和控制功能、视觉、传感、测量功能、运动控制功能等。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种智能控制器，通过将多种功能进行模块化设计，并在使用时随机组合，从而实现执行智能化。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种智能控制器，包括微处理器模块、电源模块、多通道温度模块、多通道数字量输入模块、多通道数字量输出模块、多通道模拟量输入模块和多通道模拟量输出模块；所述微处理器模块包括微处理器、RS232端口、Ethernet端口、USB端口和SD卡；所述RS232端口用于连接人机界面；所述Ethernet端口用于远程下载PLC程序，以及连接互联网；所述USB端口用于本地下载PLC程序；所述SD卡用于存储所述USB端口本地下载的PLC程序和过程数据；所述电源模块用于提供所述多通道温度模块、所述多通道数字量输入模块、所述多通道数字量输出模块、所述多通道模拟量输入模块和所述多通道模拟量输出模块所需的电压；所述多通道温度模块用于提供多路温度输入；所述多通道数字量输入模块用于提供多路数字量输入；所述多通道数字量输出模块用于提供多路数字量输出；所述多通道模拟量输入模块用于提供多路模拟量输入；所述多通道模拟量输出模块用于提供多路模拟量输出。

于本发明一实施例中，所述微处理器采用CAN总线，通讯协议采用CANopen协议，通讯速率为10Kbit/s～1Mbit/s。

于本发明一实施例中，所述微处理器所采用的编程环境为MULTIPROG，编程语言为PLCopen组织定义的IEC61131-3的5种编程语言，程序容量为10K步。

于本发明一实施例中，所述电源模块将输入的100V-240VAC或者24V直流电压转换为内部直流电源。

于本发明一实施例中，所述电源模块、多通道温度模块、多通道数字量输入模块、多通道数字量输出模块、多通道模拟量输入模块和多通道模拟量输出模块均采用导轨总线通讯，由导轨供电。

于本发明一实施例中，所述多通道温度模块包括多通道TC热电偶温度模块和/或多通道RTD热电阻温度模块；所述多通道TC热电偶温度模块用于提供多路TC温度输入；所述多通道RTD热电阻温度模块用于提供多路RTD温度输入。

于本发明一实施例中，所述多通道TC热电偶温度模块采用K型、J型、N型、R型、S型、T型、E型、B型热电偶中的一种或组合。

于本发明一实施例中，所述多通道RTD热电阻温度模块采用PT100型、PT1000型热电阻中的一种或组合。

于本发明一实施例中，所述多通道温度模块、所述多通道数字量输入模块、所述多通道数字量输出模块、所述多通道模拟量输入模块和所述多通道模拟量输出模块的通讯协议采用CANopen协议，通讯速率为10Kbit/s～1Mbit/s。

于本发明一实施例中，所述多通道温度模块所述多通道数字量输入模块、所述多通道数字量输出模块、所述多通道模拟量输入模块和所述多通道模拟量输出模块均采用CAN总线，通讯协议采用CANopen协议，通讯速率为10Kbit/s～1Mbit/s。

如上所述，本发明的智能控制器，具有以下有益效果：

(1)将多种功能进行模块化设计，能够在使用时随机组合，实现执行智能化；

(2)符合国际标准硬件、总线标准，实现硬件通用化、互联互通化；

(3)满足细分行业市场，能够根据客户需求量身定制，实现市场定制化。

附图说明

图1显示为本发明的智能控制器的一个优选实施例的结构示意图；

图2显示为本发明的微处理器模块的结构示意图；

图3显示为本发明的电源模块的结构示意图；

图4显示为本发明的多通道TC热电偶温度模块的结构示意图；

图5显示为本发明的多通道RTD热电阻温度模块的结构示意图；

图6显示为本发明的多通道数字量输入模块的结构示意图；

图7显示为本发明的多通道数字量输出模块的结构示意图；

图8显示为本发明的多通道模拟量输入模块的结构示意图；

图9显示为本发明的多通道模拟量输出模块的结构示意图。

元件标号说明

1 微处理器模块

2 电源模块

3 多通道TC热电偶温度模块

4 多通道数字量输入模块

5 多通道数字量输出模块

6 多通道模拟量输入模块

7 多通道模拟量输出模块

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明的智能控制器包括若干个控制器模块，分别用于实现不同的功能。在实际使用过程中，可将需要的控制器模块进行组合，从而满足不同的需求。

本发明的智能控制器包括微处理器模块、电源模块、多通道温度模块、多通道数字量输入模块、多通道数字量输出模块、多通道模拟量输入模块和多通道模拟量输出模块。其中，多通道温度模块用于提供多路温度输入，包括多通道TC热电偶温度模块和/或多通道RTD热电阻温度模块。具体地，多通道TC热电偶温度模块用于提供多路TC温度输入；多通道RTD热电阻温度模块用于提供多路RTD温度输入。优选地，多通道TC热电偶温度模块采用K型、J型、N型、R型、S型、T型、E型、B型热电偶中的一种或组合。多通道RTD热电阻温度模块采用PT100型、PT1000型热电阻中的一种或组合。

图1所示为本发明的智能控制器的一个优选实施例。由图可知，该智能控制器包括微处理器模块1、电源模块2、多通道TC热电偶(thermocouple，TC)温度模块3、多通道数字量输入模块4、多通道数字量输出模块5、多通道模拟量输入模块6和多通道模拟量输出模块7。

如图2所示，微处理器模块1包括微处理器、RS232端口、Ethernet端口、USB端口和SD卡。

其中，RS232端口用于连接人机界面(Human Machine Interface，HMI)，采用Modbus RTU通讯协议。

Ethernet端口用于远程下载PLC程序，以及连接互联网。具体地，下载速率可达100M/s，采用TCP/IP通讯协议。其中，远程下载的PLC程序存储在微处理器中。

USB端口用于本地下载PLC程序。

SD卡用于存储USB端口本地下载的PLC程序和过程数据。

微处理器用于对该智能控制器进行控制，由总线底板提供5V直流电源，采用CAN总线，通讯速率为10Kbit/s～1Mbit/s。

微处理器所采用的编程环境为MULTIPROG(Phoenix Software)，编程语言为IEC61131-3梯形图(Ladder Diagram)。程序容量为10Ksteps。所适用的环境温度范围为0-60℃；所适用的环境相对湿度范围为10％-90％。

优选地，微处理器采用ARM Cortex M4。

电源模块2用于提供多通道TC热电偶温度模块3、多通道数字量输入模块4、多通道数字量输出模块5、多通道模拟量输入模块6和多通道模拟量输出模块7所需的电压。

如图3所示，电源模块2将输入的100V-240VAC或者24V直流电压转换为内部直流电源，供其他控制器模块使用。

电源模块2采用导轨总线通讯，经由导轨供电。电源模块的参数如表1所示。

表1、电源模块参数表

多通道TC热电偶温度模块3用于提供多路TC温度输入。

如图4所示，多通道TC热电偶温度模块3采用导轨总线通讯、导轨供电，其参数如表2所示。

表2、多通道TC热电偶温度模块参数表

当采用多通道RTD热电阻温度模块时，其结构如图5所示。同样的，多通道RTD热电阻温度模块采用导轨总线通讯、导轨供电。

优选地，多通道温度模块包括8路温度输入。

多通道数字量输入模块4用于提供多路数字量输入。

如图6所示，多通道数字量输入模块4采用导轨总线通讯、导轨供电，其参数表如表3所示。

表3、多通道数字量输入模块参数表

优选地，多通道数字量输入模块包括16路数字量输入。

多通道数字量输出模块5用于提供多路数字量输出。

如图7所示，多通道数字量输出模块5采用导轨总线通讯、导轨供电，其参数表如表4所示。

表4、多通道数字量输出模块参数表

优选地，多通道数字量输出模块包括12路数字量输出。

多通道模拟量输入模块6用于提供多路模拟量输入。

如图8所示，多通道模拟量输入模块6采用导轨总线通讯、导轨供电，其参数表如表5所示。

表5、多通道模拟量输入模块参数表

优选地，多通道模拟量输入模块包括8路模拟量输入。

多路模拟量输出模块7用于提供多路模拟量输出。

如图9所示，多路模拟量输出模块7采用导轨总线通讯、导轨供电，其参数表如表6所示。

表6、多路模拟量输出模块参数表

优选地，多路模拟量输出模块包括8路模拟量输出。

综上所述，本发明的智能控制器将多种功能进行模块化设计，能够在使用时随机组合，实现执行智能化；符合国际标准硬件、总线标准，实现硬件通用化、互联互通化；满足细分行业市场，能够根据客户需求量身定制，实现市场定制化。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。