本申请涉及电子设备技术领域，特别是涉及一种可自定义I/O口的PLC。
背景技术：
PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置，是现今最常用的控制设备，PLC包括由主控器及外围电路构成的主控版。
传统PLC的I/O(Input/Output，输入/输出)口数目是固定的，是厂商按标准I/O点数设计的，例如，32MRPLC(16点输入，16点继电器输出)、40MT-PLC(20点输入，20点晶体管输出)、64MRPLC(32点输入，32点继电器输出)等。用户后期无法将输入端口修改为输出端口，输出端口修改为输入端口，不能任意裁剪搭配；虽然I/O数目可以通过扩展模块进行扩展，但总的成本也会随之上升。在实际工程项目中，经常会遇到实际需要的输入端口(或输出端口)的数量比所使用的PLC主控板的输入端口(或输出端口)的数量多的情况，为了满足需要，经常会选择有较多I/O口的PLC主控板，而鉴于厂商的设计，PLC主控板的输入端口(或输出端口)的数量正好等于实际需要的输入端口(或输出端口)的数量的情况少之又少，因此常常会造成I/O口浪费，也导致成本增加。同时，一旦输入/输出端口故障就会导致整个PLC无法正常运行，这时需要将整个PLC送修，可维修性差，极为不方便。
因此，如何提供一种能解决上述技术问题的方案，是本领域的技术人员目前需要解决的问题。
技术实现要素：
本申请的目的是提供一种可自定义I/O口的PLC，可以灵活设置PLC的I/O口为输入端口或是输出端口，可根据实际需要选择I/O口总点数最接近的主控板，一定程度上降低了PLC的成本，同时可维修性好，使用起来更方便。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种可自定义I/O口的PLC，包括：
可插拔的输入/输出I/O模块，外部设有适用于输入电路和输出电路的引脚，内部集成有核心电路；当所述核心电路为所述输出电路时，所述I/O模块为输出模块，当所述核心电路为所述输入电路时，所述I/O模块为输入模块；
设置有与所述I/O模块的所述引脚相匹配的插排的主控板。
优选地，所述引脚包括：
第一电压信号正引脚、第一电压信号负引脚、第二电压信号正引脚、第二电压信号负引脚、输入引脚、输出引脚和外接设备引脚；
所述I/O模块为所述输入模块时，所述第一电压信号正引脚、所述第一电压信号负引脚、所述第二电压信号正引脚、所述第二电压信号负引脚、所述输入引脚和所述外接设备引脚导通，所述外界设备引脚用于接入外接设备输出的信号，以经过所述输入电路处理后通过所述输入引脚输入给所述主控板；
所述I/O模块为所述输出模块时，所述第二电压信号正引脚、所述第二电压信号负引脚、所述输出引脚和所述外接设备引脚导通，以便所述主控板的控制信号经过所述输出电路处理后通过所述输出引脚输出信号给外接设备。
优选地，所述输入电路包括：
第一电阻模块、隔离模块和第二电阻模块；
所述第一电阻模块的第一端作为所述输入模块的所述第一电压信号正引脚，与第一电压信号的正极连接，所述第一电阻模块的第二端与所述隔离模块的第一输入隔离端连接，所述隔离模块的第二输入隔离端作为所述输入模块的所述外接设备引脚，与外接设备通过所述外接设备引脚连接，所述外接设备引脚通过所述第一电压信号负引脚与所述第一电压信号的负极连接，所述隔离模块的第一输出隔离端作为所述第二电压信号正引脚，与第二电压信号的正极连接，所述隔离模块的第二输出隔离端作为所述输入模块的所述输出引脚，与所述主控板连接，还与所述第二电阻模块的第一端连接，所述第二电阻模块的第二端作为所述第二电压信号负引脚，与所述第二电压信号的负极连接。
优选地，所述隔离模块为TLP521-1光电耦合器；
则所述TLP521-1光电耦合器的正极引脚作为所述隔离模块的所述第一输入隔离端，所述TLP521-1光电耦合器的负极引脚作为所述隔离模块的所述第二输入隔离端，所述TLP521-1光电耦合器的集电极引脚作为所述隔离模块的所述第一输出隔离端，所述TLP521-1光电耦合器的发射极引脚作为所述隔离模块的所述第二输出隔离端。
优选地，所述输入电路还包括：
第一发光二极管，用于在自身发光时指示该I/O口导通；
所述第一发光二极管的阳极与所述第一电阻模块的第二端连接，所述第一发光二极管的阴极与所述隔离模块的第一侧的正极端连接。
优选地，所述输出电路包括：
第三电阻模块；
所述第三电阻模块的第一端作为所述第二电压信号正引脚，与第二电压信号的正极连接，所述第三电阻模块的第二端作为所述输出引脚，与外接设备通过所述外接设备引脚连接，所述外接设备引脚通过所述第二电压信号负引脚与所述第二电压信号的负极连接。
优选地，所述输出电路还包括：
第二发光二极管，用于在自身发光时指示该I/O口导通；
所述第二发光二极管的阳极与所述第三电阻模块的第二端连接，所述第二发光二极管的阴极作为所述输出引脚。
优选地，该PLC为嵌入式PLC。
本申请提供了一种可自定义I/O口的PLC，包括可插拔的输入/输出I/O模块，外部设有适用于输入电路和输出电路的引脚，内部集成有核心电路；当核心电路为输出电路时，I/O模块为输出模块，当核心电路为输入电路时，I/O模块为输入模块；设置有与I/O模块的引脚相匹配的插排的主控板。
本申请的PLC包含可插拔的I/O模块以及与该I/O模块相匹配的插排，该I/O模块外部的引脚既包含了作为输入端口所需的引脚，又包含了作为输出端口所需的引脚，通过I/O模块内部的核心电路决定该I/O模块为输出模块还是输入模块，应用时，由核心电路提供的电平信号导通相应的引脚，作为输入端口向主控板发送信号或者作为输出端口输出主控板控制外接设备的控制信号，需要多少个输入端口，就插入多少个输入模块，需要多少个输出端口，就插入多少个输出模块。可见，本申请的PLC的输入/输出端口可以灵活设置为输入端口或是输出端口，可根据实际需要选择I/O口总点数最接近的主控板，一定程度上降低了PLC的成本。同时，如果输入/输出端口故障只需进行相应的替换即可，不需要将整个PLC送修，可维修性好，使用起来更方便。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请所提供的一种可自定义I/O口的PLC的结构示意图；
图2为本申请所提供的一种可自定义I/O口的PLC的输入模块内部的输入电路的结构示意图；
图3为图2所示的输入模块的部分外部引脚的结构示意图；
图4为图2所示的输入模块的外接设备引脚的结构示意图；
图5为本申请所提供的一种可自定义I/O口的PLC的输出模块内部的输出电路的结构示意图；
图6为图5所示的输出模块的部分外部引脚的结构示意图；
图7为图5所示的输出模块的外接设备引脚的结构示意图。
具体实施方式
本申请的核心是提供一种可自定义I/O口的PLC，可以灵活设置PLC的I/O口为输入端口或是输出端口，可根据实际需要选择I/O口总点数最接近的主控板，一定程度上降低了PLC的成本，同时可维修性好，使用起来更方便。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参考图1，图1为本申请所提供的一种可自定义I/O口的PLC的结构示意图，包括：
可插拔的输入/输出I/O模块1，外部设有适用于输入电路和输出电路的引脚，内部集成有核心电路；当核心电路为输出电路时，I/O模块1为输出模块，当核心电路为输入电路时，I/O模块1为输入模块；
设置有与I/O模块1的引脚相匹配的插排的主控板2。
具体地，为了解决现有技术中存在的问题，本申请提供了一种可自定义I/O口的PLC，其中，可插拔的I/O模块1可以方便地插到主控板2的插排上，插入后，I/O模块1的外部引脚将外接设备与主控板2联系起来，当I/O模块1内部集成输入电路时，I/O模块1作为输入端口可向主控板2发出信号，例如外接设备为开关，开关闭合时，I/O模块1将闭合信号(电平信号)输入给主控板2，主控板2上预先编译并烧写好相关代码，根据外接设备的输入信号主控板2进行相应的处理；当I/O模块1内部集成输出电路时，I/O模块1作为输出端口可将主控板2发出的信号给外接设备，例如，主控板2进行相应的处理后，向外接的电机发出信号，触发电机转动。
需要说明的是，现有技术中输入端口和输出端口的引脚的数量和类型存在不同之处，这与输出电路和输入电路有关，本申请中I/O模块1的外部的引脚适用于输入电路，也适用于输出电路，具体来说，可以将输入电路和输出电路需要的相同的引脚进行保留，将不同的引脚，例如输入电路给主控板2输入信号的输入引脚，输出电路给外接设备输出信号的输出引脚，也均设置在I/O模块1的外部，这样I/O模块1无论是输入模块还是输出模块，外观上完全相同，只是内部的核心电路会有所不同。这样一来，设置于主控板2上的插排也就完全一致了，主控板2只需设置多个这样的插排，插排被设置为输入端口还是输出端口就可以让用户根据实际需要来定，例如，8个插排可以被设置为2个输入端口，6个输出端口，也可以被设置成4个输入端口，4个输出端口。
此外，由于I/O模块1的外部的引脚适用于输入电路，也适用于输出电路，当I/O模块1被插入插排时，并不是全部引脚都会起作用(导通)，I/O模块1存在多余的引脚，只有与内部核心电路相关的引脚才会起作用。
本申请提供了一种可自定义I/O口的PLC，包括可插拔的输入/输出I/O模块，外部设有适用于输入电路和输出电路的引脚，内部集成有核心电路；当核心电路为输出电路时，I/O模块为输出模块，当核心电路为输入电路时，I/O模块为输入模块；设置有与I/O模块的引脚相匹配的插排的主控板。
本申请的PLC包含可插拔的I/O模块以及与该I/O模块相匹配的插排，该I/O模块外部的引脚既包含了作为输入端口所需的引脚，又包含了作为输出端口所需的引脚，通过I/O模块内部的核心电路决定该I/O模块为输出模块还是输入模块，应用时，由核心电路提供的电平信号导通相应的引脚，作为输入端口向主控板发送信号或者作为输出端口输出主控板控制外接设备的控制信号，需要多少个输入端口，就插入多少个输入模块，需要多少个输出端口，就插入多少个输出模块。可见，本申请的PLC的输入/输出端口可以灵活设置为输入端口或是输出端口，可根据实际需要选择I/O口总点数最接近的主控板，一定程度上降低了PLC的成本。同时，如果输入/输出端口故障只需进行相应的替换即可，不需要将整个PLC送修，可维修性好，使用起来更方便。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，I/O模块1的引脚包括：
第一电压信号正引脚、第一电压信号负引脚、第二电压信号正引脚、第二电压信号负引脚、输入引脚、输出引脚和外接设备引脚；
I/O模块1为输入模块时，第一电压信号正引脚、第一电压信号负引脚、第二电压信号正引脚、第二电压信号负引脚、输入引脚和外接设备引脚导通，外界设备引脚用于接入外接设备输出的信号，以经过输入电路处理后通过输入引脚输入给主控板2；
I/O模块1为输出模块时，第二电压信号正引脚、第二电压信号负引脚、输出引脚和外接设备引脚导通，以便主控板2的控制信号经过输出电路处理后通过输出引脚输出信号给外接设备。
具体地，当I/O模块1被插入插排时，并不是全部引脚都会起作用(导通)，I/O模块1为输入模块时，与输入电路相关的第一电压信号正引脚、第一电压信号负引脚、第二电压信号正引脚、第二电压信号负引脚、输入引脚和外接设备引脚这些引脚会导通，I/O模块1为输出模块时也是类似的原理。
需要说明的是，外接设备引脚是用来连接外接设备的，一般来说，外接设备引脚可以为两个，例如连接开关、电机等外接设备的引脚，外接设备引脚与主控板2上的信号无关，直接由该输入/输出模块上面的电路决定功能，其余引脚可以由主控板2上的电压信号和对应的输入/输出TTL(Transistor Transistor Logic，晶体管-晶体管逻辑电平)电平引出，主控板2的插排中也包括对应于外接设备引脚的插排，同时这个对应于外接设备引脚的插排可以连接到一个接线柱上，方便输入/输出端口与外部设备的连接，当然，这个对应于外接设备引脚的插排也可以采用其他做法，本申请在此不做限定，对于外接设备引脚的数量可以根据实际情况设定，本申请在此也不做限定。
作为一种优选的实施例，输入电路包括：
第一电阻模块R1、隔离模块U1和第二电阻模块R2；
第一电阻模块R1的第一端作为输入模块的第一电压信号正引脚，与第一电压信号的正极连接，第一电阻模块R1的第二端与隔离模块U1的第一输入隔离端连接，隔离模块U1的第二输入隔离端作为输入模块的外接设备引脚，与外接设备通过外接设备引脚连接，外接设备引脚通过第一电压信号负引脚与第一电压信号的负极连接，隔离模块U1的第一输出隔离端作为第二电压信号正引脚，与第二电压信号的正极连接，隔离模块U1的第二输出隔离端作为输入模块的输出引脚，与主控板2连接，还与第二电阻模块R2的第一端连接，第二电阻模块R2的第二端作为第二电压信号负引脚，与第二电压信号的负极连接。
具体地，如图2、图3和图4所示，图2为输入模块内部集成的输入电路，图3中P1的IN端为输入模块的输入引脚，图4中P2是输入模块的外接设备的信号输入端，可以连接一个接线柱以方便与外部设备连接。输入信号与主控板2之间用隔离模块U1隔开，第一电阻R1是限流电阻，输入引脚IN连接主控板2的一个输入引脚。假设P2连接着一个控制开关，开关一端与X端连接，另一端与-24V的电平连接，如果开关闭合，隔离模块U1的第一侧电路接通，则另一侧电路也导通，输入引脚IN为高电平，给主控板2高电平信号，说明该输入端口导通。
此外，除了上述输入电路外，输入电路的结构还可以为其他，本申请在此不做限定。
作为一种优选的实施例，隔离模块U1为TLP521-1光电耦合器；
则TLP521-1光电耦合器的正极引脚作为隔离模块U1的第一输入隔离端，TLP521-1光电耦合器的负极引脚作为隔离模块U1的第二输入隔离端，TLP521-1光电耦合器的集电极引脚作为隔离模块U1的第一输出隔离端，TLP521-1光电耦合器的发射极引脚作为隔离模块U1的第二输出隔离端。
具体地，为了提高PLC的抗干扰能力，在输入电路部分有抗干扰设计。本申请的输入电路在信号输入到主控板2前采用TLP521-1光电耦合器将输入信号与主控板2隔开，如图2所示。例如，输入电路接收工业现场设备的开关信号，通过输入电路，将信号转换为主控板2可接收的信号，从而让PLC内外信号满足电气隔离。本申请的输入信号可以选用直流输入方式，信号为真时电流在5到7mA。考虑到输入电路的抗干扰性能，输入电路的隔离可以采用TLP521-1进行隔离，也可以采用其他隔离模块U1或器件，本申请在此不做限定。
作为一种优选的实施例，输入电路还包括：
第一发光二极管D1，用于在自身发光时指示该I/O口导通；
第一发光二极管D1的阳极与第一电阻模块R1的第二端连接，第一发光二极管D1的阴极与隔离模块U1的第一侧的正极端连接。
具体地，为了清楚地指示I/O模块1的状态，本申请的输入电路还包括第一发光二极管D1，如图2所示，用于指示该输入端口的开关状态。在输入电路接通时，第一发光二极管D1发光。当然，第一发光二极管D1也可以用其他的指示器件代替，例如蜂鸣器等，本申请在此不做限定。
作为一种优选的实施例，输出电路包括：
第三电阻模块R3；
第三电阻模块R3的第一端作为第二电压信号正引脚，与第二电压信号的正极连接，第三电阻模块R3的第二端作为输出引脚，与外接设备通过外接设备引脚连接，外接设备引脚通过第二电压信号负引脚与第二电压信号的负极连接。
具体地，如图5、图6和图7所示，主控板2提供的TTL电平可以经过ULN2803芯片后输出到OUT引脚，便可直接驱动继电器等。本申请的输出电路可以为但不限于继电器输出方式，这种方式能够驱动直流负载，使用的电压大小范围较宽，同时承受顺势过电压和过电流的能力较强。PLC外接设备的额定电流应该小于输出电路的输出电流驱动能力，因此需要根据实际情况来确定输出电路的输出电流。
具体地，图7中的P5是输出模块输出信号给外接设备的输出端，可以连接一个接线柱方便与外接设备连接，比如电机等。例如，经由ULN2803芯片得到的可直接驱动继电器的输出接到OUT引脚，然后接到继电器，当设置OUT(输出引脚)为导通时，输出引脚OUT为低电平，长开开关K1闭合，P5两端也导通，便可控制外接设备。
相应地，根据以上对输入电路和输出电路的分析，可以看出，I/O模块1需要8个引脚来满足既适用于上述的输入电路，又适用于上述的输出电路，因此，主控板2上只需设置统一的8针的插排，其中的6针分别接±24V的电源电压、提供给主控器的±5V的工作电压以及对应于主控板2的输入TTL电平信号、输出TTL电平信号，可参见图3中的P1和图6中的P4，这6个信号对于输入电路或是输出电路都是可以适用的，因此，主控板2上排插的其中6针，接上以上6个信号，输入/输出模块插入时，其上对应的6个引脚插在这6针上，可给输入/输出模块提供各类电压以及输入/输出TTL电平。对于输入/输出模块上的2个外接设备引脚，这两个引脚通过接线柱外接输入设备，也就是说，这两个引脚以及插排上对应的两针不受主控板2影响，直接由该输入/输出模块上面的电路决定功能。
作为一种优选的实施例，输出电路还包括：
第二发光二极管D2，用于在自身发光时指示该I/O口导通；
第二发光二极管D2的阳极与第三电阻模块R3的第二端连接，第二发光二极管D2的阴极作为输出引脚。
具体地，为了清楚地指示I/O模块1的状态，本申请的输出电路还包括第二发光二极管D2，如图3所示，用于指示该输出端口的开关状态。在输出电路接通时，第二发光二极管D2发光。当然，第二发光二极管D2也可以用其他的指示器件代替，例如蜂鸣器等，本申请在此不做限定。
作为一种优选的实施例，该PLC为嵌入式PLC。
具体地，本申请的PLC主控器可以是基于ARM微处理器的嵌入式软PLC控制器。可以采用C语言编程，灵活控制流程，可以使不会PLC语言编程的人员使用PLC进行控制，这是一种软PLC技术。以嵌入式软PLC的主控板2配合本申请的I/O模块1，可以使PLC的应用更灵活，成本最优化。当然，本申请的PLC还可以为其他，本申请在此不做限定。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见系统部分说明即可。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。