本实用新型涉及一种基于PLC晶体管和继电器混合输出控制系统。
背景技术：
现有专利号为CN201320061613.7的一种继电器输出型PLC控制器，通过输入端传来的电信号经过数字量输入电路后进入CPU,CPU对信号进行分析处理后通过继电器输出电路控制输出端口输出相应的控制信号。这种PLC数字量逻辑控制输出类型比较单一。那么当需要既能驱动直流或交流负载，且带负载能力强，同时又希望系统能够适应于高频动作，响应时间短等功能时，这种输出类型单一的PLC无法满足此需求。而且，在PLC中计数器是PLC的基本编程元件，而高速计数器则是专门对外部输入的高速脉冲信号进行计数，一般的PLC基本单元最多只能同时输入4组AB相高速脉冲计数，无法满足多路高频信号采集的需求。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种基于PLC晶体管和继电器混合输出控制系统。采用ARM+DSP+FPGA平台为其核心控制单元，带有可编程序的存储器，在系统内部执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，本系统是晶体管和继电器混合输出类型，既可驱动大功率负载，还可适用于高速脉冲输出，驱动步进、伺服电机。同时具有9组AB相高速脉冲计数输入，此系统通讯方式多样，除了具备传统的RS485、RS232通讯接口外，还自带U盘，可远程下载梯形图程序，且当PLC通信口不够用时，增加了以太网口，可插网线与PC通讯用来下载工艺数据。以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于PLC晶体管和继电器混合输出控制系统，包括处理单元、晶体管输出模块、继电器输出模块、USB接口、I/0口输入单元和电源模块；所述处理单元与所述晶体管输出模块相连接用于驱动负载电机工作；所述与处理单元所述继电器输出模块相连接用于驱动负载工作；所述处理单元与所述USB接口相连接用于下载编写好的梯形图程序；所述I/0口输入单元与所述处理单元相连接用于信号输入；所述电源模块与所述处理单元相连接用于为所述处理单元提供直流电源。
优选的，所述晶体管和继电器混合输出控制系统还包括PC端模块；所述PC端模块块与所述处理单元相连接用于通讯以及下载梯形图程序。
优选的，所述晶体管和继电器混合输出控制系统还包括扩展接口；所述扩展接口与所述处理单元相连接用于扩展处理单元的I/O接口。
优选的，所述处理单元采用双通讯口，接口方式为RS232、RS485。
优选的，所述晶体管和继电器混合输出控制系统还包括：以太网通信模块；所述以太网通信模块与所述处理单元相连接用于和智能设备联网通讯。
与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点：本实用新型丰富PLC的输出类型，满足更多的功能需求，在具备传统PLC功能的同时，用晶体管和继电器混合输出的PLC来取代传统的PLC，同时具有多个通讯接口，方便客户使用，多功能的I/O口单元，既能驱动电磁阀，也能驱动步进、伺服电机，甚至大功率负载。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图。
图2为I/0口输入单元电路图。
图3为继电器输出模块输出电路图。
图4为晶体管输出模块输出电路图。
标号说明：处理单元1、晶体管输出模块2、继电器输出模块3、USB接口4、I/0口输入单元5、电源模块6、PC端模块7、扩展接口8。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅附图所示：一种基于PLC晶体管和继电器混合输出控制系统，包括处理单元1、晶体管输出模块2、继电器输出模块3、USB接口4、I/0口输入单元5和电源模块6；所述处理单元1与所述晶体管输出模块2相连接用于驱动负载（负载为电机、电磁阀或继电器）工作；所述与处理单元1所述继电器输出模块3相连接用于驱动负载工作；所述处理单元1与所述USB接口4相连接用于下载编写好的梯形图程序；所述I/0口输入单元5与所述处理单元1相连接用于信号输入；所述电源模块6与所述处理单元1相连接用于为所述处理单元1提供直流电源；所述晶体管和继电器混合输出控制系统还包括PC端模块7；所述PC端模块7与所述处理单元相连接用于通讯以及下载梯形图程序；所述晶体管和继电器混合输出控制系统还包括扩展接口8；所述扩展接口8与所述处理单元1相连接用于扩展处理单元的I/O接口。
进一步地，I/0口输入单元5，参照附图2所示，当PLC输入接口给定一个信号时，光电耦合器U内部发光二极管亮后，光敏三极管导通，同时发光二极管LED发光，输出一个低电平给处理单元CPU，处理单元CPU接收到信号后进行信号处理，发出执行指令。同时为保证输入/输出信号可靠及减少外界对本系统电路的影响，电路输入单元每通道均单独光耦隔离，提高抗干扰能力和可靠性及稳定性。同时I/0口输入单元除了有普通光耦电路外，此系统输入端还带有9组高速光耦，相对于普通光耦，响应速度更快，可用于PLC高速计数。
进一步地，如图3所示为继电器输出模块3的输出电路，处理单元1的CPU发出一个高电平，输出端接收到信号后三极管T1导通，此时形成一个回路，继电器线圈得电，从而触点吸合，驱动外部负载。由于继电器内部的线圈相当于一个电感，当继电器线圈突然断电时，会产生一个较高的反向电压，对驱动继电器的三级管T1容易造成损坏。因此，在继电器线圈上反向并联了一个二极管，起到续流的作用。
进一步地，由外部输入220 V交流电压并且首先经过变压器降压后，再通过滤波电路模块进行滤波，利用整流器进行整流，得到24V直流电压信号，再通过DC/DC变换降压到+3.3V直流电压信号，向处理单元CPU供电。
进一步地，参照附图4所示：晶体管输出模块采用晶体管NPN输出电路，处理单元CPU发出的指令输出端接收到后，驱动光耦U1导通后，输出端的指示灯发光二极管LED点亮，同时三极管T1导通，从而驱动外部负载。为保证三极管可靠关断，在三极管的基极和发射极间接一个电阻，使三极管关断时基极能量消耗在电阻上。同时为防止三极管被反向击穿，根据二极管的伏安特性，利用二极管单向导电性，在电路中接了一个续流二极管，起到保护电路的作用。
进一步地，本实用新型的串行通讯的基本接口方式为RS232、RS485，采用双通讯口，均可实现HMI或PC通讯。设有USB2.0接口，当系统程序需要更新时，编写好的梯形图程序，客户下载存储到U盘，插入控制器的USB接口，系统可自动识别程序并完成下载，同时还可通过USB总线与PC进行通讯；设有以太网口，通过以太网通信的方式可与其他的智能设备联网通讯。最后本实用新型可扩展到256个隔离输入或输出口，可扩展功能模块，包括模拟量输入/输出、热电偶型温度检测、称重检测等。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。