一种PLC控制系统的制作方法

本实用新型属于plc控制电路技术领域，尤其涉及一种plc控制系统。

背景技术：

plc控制系统是工业控制的核心部分，plc控制系统是专为工业生产设计的一种数字运算操作的电子装置，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

目前的plc控制系统均会配置输出电路来执行cpu发送给外部设备的控制命令，输出电路还起到隔离电磁干扰和功率放大的作用，但是目前plc控制系统的输出电路不能很好的保证输出信号与控制负载的协调性，即为plc控制系统输出控制信号经过输出电路后不能准确的控制负载，进而导致出现控制紊乱的问题，此外，现有技术中的plc控制系统在与外部通信时，易受到电磁干扰，影响plc的工作效果，还有在负载短路时，现有技术中的plc控制系统短路保护效果不佳，易出现烧坏plc控制系统的问题。因此，实有必要设计一种plc控制系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种plc控制系统，旨在解决现有技术中plc的输出电路在控制负载时易出现的控制紊乱技术问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供的一种plc控制系统，包括输入电路和主控芯片，所述输入电路与所述主控芯片连接，还包括：

数个输出控制电路，每个所述输出控制电路一端均与所述主控芯片连接，每个所述输出控制电路的另一端均与一负载连接；

通信隔离电路，所述通信隔离电路与所述主控芯片连接，所述通信隔离电路的还与一外部通信模块连接；

电源供电电路，所述电源供电电路分别与所述输入电路、所述主控芯片、所述输出控制电路和所述通信隔离电路连接，所述电源供电电路用于给所述输入电路、所述主控芯片、所述输出控制电路和所述通信隔离电路供电；

其中，每个所述输出控制电路均包括第一隔离芯片、第一电阻、第二电阻、第一mos管、第一自恢复保险丝和第三电阻；所述第一隔离芯片的第二引脚串联所述第二电阻后与所述电源供电电路连接，所述第一隔离芯片的第三引脚接地，所述第一隔离芯片的第五引脚接模拟地，所述第一隔离芯片的第六引脚串联所述第一电阻后与所述电源供电电路连接，所述第一隔离芯片的第六引脚还与所述第一mos管的栅极连接，所述第一隔离芯片的第七引脚和第八引脚连接后与所述电源供电电路连接，所述第一mos管的源极连接所述第一自恢复保险丝后接模拟地，所述第一mos管的漏极与所述负载连接，所述第一mos管的栅极和源极之间还连接所述第三电阻。

可选地，所述通信隔离电路包括输出隔离电路和输入隔离电路；所述输出隔离电路连接所述主控芯片的信号输出端，所述输出隔离电路还连接所述外部通信模块的信号接收端，所述输入隔离电路连接所述主控芯片的信号输入端，所述输入隔离电路还连接所述外部通信模块的信号输出端。

可选地，所述输出隔离电路包括第一隔离芯片、第四电阻和第五电阻，所述第一隔离芯片的第二引脚串联所述第四电阻后与所述电源供电电路连接，所述第一隔离芯片的第三引脚与所述主控芯片的输出端连接，所述第一隔离芯片的第五引脚接模拟地，所述第一隔离芯片的第六引脚串联所述第五电阻后与所述电源供电电路连接，所述第一隔离芯片的第六引脚还与所述外部通信模块的输入端连接。

可选地，所述输入隔离电路包括第二隔离芯片、第六电阻和第七电阻，所述第二隔离芯片的第二引脚串联所述第六电阻后与所述电源供电电路连接，所述第二隔离芯片的第三引脚与所述外部通信模块的输出端连接，所述第二隔离芯片的第五引脚接地，所述第二隔离芯片的第六引脚串联所述第七电阻后与所述电源供电电路连接，所述第二隔离芯片的第六引脚还与所述主控芯片的输入端连接。

可选地，所述电源供电电路包括通信供电电路和cpu供电电路；所述通信供电电路包括电源输入端、第八电阻、第一降压芯片、第一滤波电容、第二滤波电容和第一供电端；所述第一降压芯片的输入端串联所述第八电阻后与所述电源输入端连接，所述第一降压芯片的输出端与所述第一供电端连接，所述第一滤波电容和所述第二滤波电容均与所述第一降压芯片的输出端并联连接后接模拟地，所述第一供电端分别与所述第一隔离芯片的第八引脚、所述第五电阻和所述第六电阻连接。

可选地，所述cpu供电电路包括第一连接端口、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第二降压芯片和第二供电端；所述第九电阻、所述第十电阻和所述第十一电阻并联连接后与所述第一连接端口的第四引脚连接，所述第九电阻、所述第十电阻和所述第十一电阻并联连接后还与所述第二降压芯片的输入端连接，所述第二降压芯片的输出端与所述第二供电端连接，所述第二供电端分别与所述第二电阻、所述第四电阻和所述第七电阻连接。

可选地，所述plc系统还包括外部断电识别电路，所述外部断电识别电路与所述电源供电电路和所述主控芯片连接；所述外部断电识别电路包括第一开关芯片、第十二电阻和第一稳压二极管，所述第一开关芯片的第一引脚与所述电源输入端连接，所述第一开关芯片的第二引脚串联所述第十二电阻后与所述稳压二极管的负极连接，所述稳压二极管的正极接模拟地，所述第一开关芯片的第三引脚接地，所述第一开关芯片的第四引脚连接所述主控芯片。

可选地，所述plc系统还包括短路保护电路，所述短路保护电路与所述电源供电电路和所述主控芯片连接；所述短路保护电路包括第二mos管、第二自恢复保险丝和第十二电阻；所述第二mos管的栅极与所述主控芯片连接，所述第二mos管的漏极与所述负载连接，所述第二mos管的源极串联所述第二自恢复保险丝后接模拟地，所述第十二电阻连接在所述第二mos管的栅极和源极之间。

可选地，所述第二mos管的型号为n沟道增强型mos管。

可选地，所述第一mos管的型号与所述第二mos管的型号相同。

本实用新型实施例提供的叠片装置中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：

1、本实用新型在所述主控芯片有输出且其输出点为低电平时，所述电源供电电路提供的电压经过所述第二电阻后至低电平的输出点，所述第一隔离芯片不导通，此时所述电源供电电路提供一电压经过所述第一电阻后至所述第一mos管的栅极，使所述第一mos管导通，接着经过所述负载的电流依次经过所述第一mos管的漏极、源极和第一自恢复保险丝bx01后至模拟地形成完整回路，所述负载工作，从而实现了所述主控芯片有输出时所述负载工作；当所述主控芯片没有输出且其输出点为断路时，所述第一隔离芯片输出端导通，此时所述第一隔离芯片的第五引脚和第六引脚导通，所述电源电路提供的电压依次经过所述第一电阻、所述第一隔离芯片的第六引脚、第五引脚后泄放至模拟地，所述第一mos管不导通，所述负载不工作，以此实现了所述主控芯片无输出时所述负载不工作，因而实现了所述主控芯片对所述负载的协调控制，解决了控制出现紊乱的问题。

2、通过设置所述通信隔离电路，使所述主控芯片在于外部通信模块通信时很好的屏蔽了外部通信模块的干扰信号，进而保证所述主控芯片与所述外部通信模块的正常通信。

3、通过设置所述短路保护电路，使所述负载发生短路时而产生一大电流时，通过所述短路保护电路中的所述第二自恢复保险丝来阻断该大电流，使该大电流不能传导至内部电路，进而防止了所述负载短路而烧坏所述plc控制系统的内部电路。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的plc控制系统的电路框图；

图2为本实用新型实施例提供的plc控制系统的电路原理图；

图3为本实用新型实施例提供的主控芯片的电路原理图；

图4为本实用新型实施例提供的输出控制电路的电路原理图；

图5为本实用新型实施例提供的输出隔离电路的电路原理图；

图6为本实用新型实施例提供的输入隔离电路的电路原理图；

图7为本实用新型实施例提供的通信供电电路的电路原理图；

图8为本实用新型实施例提供的cpu供电电路的电路原理图；

图9为本实用新型实施例提供的外部断电识别电路的电路原理图；

图10为本实用新型实施例提供的短路保护电路的电路原理图。

其中，图中各附图标记：

输入电路—100主控芯片—200

输出控制电路—300负载—400

通信隔离电路—500输出隔离电路—510

输入隔离电路—520外部通信模块—600

电源供电电路—700通信供电电路—710

cpu供电电路—720外部断电识别电路—800

短路保护电路—900

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型的实施例，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型的一个实施例中，如图1-图10所示，提供一种plc控制系统，包括输入电路100和主控芯片200，所述输入电路100与所述主控芯片200连接。所述输入电路100为现有技术中较为成熟且技术成型的电路结构，主要用于将输入设备输出的信号传递至所述主控芯片200。一般输入设备包括按钮、开关或者传感器之类。由于所述输入电路100为现有技术，故本实用新型对所述输入电路100的具体结构便不再具体描述。本实施例中，所述主控芯片200的型号优选为nuc100re3an。

进一步地，所述plc控制系统还包括：

数个输出控制电路300，每个所述输出控制电路300一端均与所述主控芯片200连接，每个所述输出控制电路300的另一端均与一负载400连接。所述输出控制电路300一方面用于隔离外部干扰信号干扰所述主控芯片200，另一方面用于对所述主控芯片200发出的控制信号进行功率放大，从而控制所述负载。

通信隔离电路500，所述通信隔离电路500与所述主控芯片200连接，所述通信隔离电路500的还与一外部通信模块600连接。所述外部通信模块600为现有技术中成熟且成型的技术，具体包括如执行器、电磁阀或者其他功能模块，本实用新型对于所述外部通信模块600的具体结构不再赘述。

电源供电电路700，所述电源供电电路700分别与所述输入电路700、所述主控芯片200、所述输出控制电路300和所述通信隔离电路500连接，所述电源供电电路700用于给所述输入电路100、所述主控芯片200、所述输出控制电路300和所述通信隔离电路500供电。

参照图3，每个所述输出控制电路300均包括第一隔离芯片u1、第一电阻r1、第二电阻r2、第一mos管q1、第一自恢复保险丝bx01和第三电阻r3。所述第一隔离芯片u1的第二引脚串联所述第二电阻r2后与所述电源供电电路700连接，所述第一隔离芯片u1的第三引脚接地，所述第一隔离芯片u1的第五引脚接模拟地，所述第一隔离芯片u1的第六引脚串联所述第一电阻r1后与所述电源供电电路700连接，所述第一隔离芯片u1的第六引脚还与所述第一mos管q1的栅极连接，所述第一隔离芯片u1的第七引脚和第八引脚连接后与所述电源供电电路700连接，所述第一mos管q1的源极连接所述第一自恢复保险丝bx01后接模拟地，所述第一mos管q1的漏极与所述负载400连接，所述第一mos管q1的栅极和源极之间还连接所述第三电阻r3。在所述主控芯片200有输出且其输出点为低电平时，所述电源供电电路700提供的电压经过所述第二电阻r2后至低电平的输出点，所述第一隔离芯片u1不导通，此时所述电源供电电路700提供一电压经过所述第一电阻r1后至所述第一mos管q1的栅极，使所述第一mos管q1导通，接着经过所述负载400的电流依次经过所述第一mos管q1的漏极、源极和第一自恢复保险丝bx01后至模拟地形成完整回路，所述负载400工作，从而实现了所述主控芯片200有输出时所述负载400工作；当所述主控芯片200没有输出且其输出点为断路时，所述第一隔离芯片u1输出端导通，此时所述第一隔离芯片u1的第五引脚和第六引脚导通，所述电源电路700提供的电压依次经过所述第一电阻r1、所述第一隔离芯片u1的第六引脚、第五引脚后泄放至模拟地，所述第一mos管q1不导通，所述负载400不工作，以此实现了所述主控芯片200无输出时所述负载400不工作，因而实现了所述主控芯片200对所述负载400的协调控制，解决了控制出现紊乱的问题。本实施例中，所述第一隔离芯片u1的型号优选为tlp250。

在本实用新型的另一个实施例中，如图1-图5所示，所述通信隔离电路500包括输出隔离电路510和输入隔离电路520。所述输出隔离电路510连接所述主控芯片200的信号输出端，所述输出隔离电路510还连接所述外部通信模块600的信号接收端，所述输入隔离电路520连接所述主控芯片200的信号输入端，所述输入隔离电路520还连接所述外部通信模块600的信号输出端。

在本实用新型的另一个实施例中，如图4和图5所示，所述输出隔离电路510包括第二隔离芯片u2、第四电阻r4和第五电阻r5，所述第二隔离芯片u2的第二引脚串联所述第四电阻r4后与所述电源供电电路700连接，所述第二隔离芯片u2的第三引脚与所述主控芯片200的输出端连接，具体地，所述所述第二隔离芯片u2的第三引脚与所述主控芯片200的第十八引脚连接，所述第二隔离芯片u2的第五引脚接模拟地，所述第二隔离芯片u2的第六引脚串联所述第五电阻r5后与所述电源供电电路700连接，所述第二隔离芯片u2的第六引脚还与所述外部通信模块600的输入端连接。本实施例中，所述第二隔离芯片u2的型号优选为tlp250。

在本实用新型的另一个实施例中，如图2-图5所示，所述输入隔离电路520包括第二隔离芯片u3、第六电阻r6和第七电阻r7。所述第二隔离芯片u3的第二引脚串联所述第六电阻r6后与所述电源供电电路700连接，所述第二隔离芯片u3的第三引脚与所述外部通信模块600的输出端连接，所述第二隔离芯片u3的第五引脚接地，所述第二隔离芯片u3的第六引脚串联所述第七电阻r7后与所述电源供电电路700连接，所述第二隔离芯片u3的第六引脚还与所述主控芯片200的输入端连接。本实施例中，所述第二隔离芯片u3的型号优选为tlp250。tlp250包含一个gaalas光发射二极管和一个集成光探测器，8脚双列封装结构。

在本实用新型的另一个实施例中，如图1、图6和图7所示，所述电源供电电路700包括通信供电电路710和cpu供电电路720。所述通信供电电路710包括电源输入端vinn、第八电阻r8、第一降压芯片u4、第一滤波电容c1、第二滤波电容c2和第一供电端vcc2。所述第一降压芯片u4的输入端串联所述第八电阻r8后与所述电源输入端vinn连接，所述第一降压芯片u4的输出端与所述第一供电端vcc2连接，所述第一滤波电容c1和所述第二滤波电容c2均与所述第一降压芯片u4的输出端并联连接后接模拟地，所述第一供电端vcc2分别与所述第一隔离芯片u1的第八引脚、所述第五电阻r5和所述第六电阻r6连接。本实施例中，一外部电源(图未示)通过所述电源输入端vinn提供24v电压，接着该24v电压经过所述第一降压芯片u4降压后从所述第一降压芯片u4的输出端输出后至所述第一供电端vcc2后变成5v，所述第一滤波电容c1和所述第二滤波电容c2起到滤波的作用。这样的电路结构简单稳定，且成本低。本实施例中，所述第一降压芯片u4的型号优选为78m12。

在本实用新型的另一个实施例中，如图1、图2、图7和图8所示，所述cpu供电电路720包括第一连接端口b1、第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11、第二降压芯片u5和第二供电端vcc1。所述第九电阻r9、所述第十电阻r10和所述第十一电阻r11并联连接后与所述第一连接端口b1的第四引脚连接，所述第九电阻r9、所述第十电阻r10和所述第十一电阻r11并联连接后还与所述第二降压芯片u5的输入端连接，所述第二降压芯片u5的输出端与所述第二供电端vcc1连接，所述第二供电端vcc1分别与所述第二电阻r2、所述第四电阻r4和所述第七电阻r7连接。本实施例中，所述第二降压芯片u5的型号优选为78m12。外部电源(图未示)从所述第一连接端口b1的第四引脚输出12v电压，再经过所述第九电阻r9、所述第十电阻r10和所述第十一电阻人r11后，最后经过所述第二降压芯片u5减压从所述第二供电端vcc1输出5v电压，这样的设计有减小波纹的效果。

在本实用新型的另一个实施例中，如图图1、图2和图8所示，所述plc系统还包括外部断电识别电路800，所述外部断电识别电路800与所述电源供电电路700和所述主控芯片200连接。所述外部断电识别电路800包括第一开关芯片u6、第十二电阻r12和第一稳压二极管d1，所述第一开关芯片u6的第一引脚与所述电源输入端vinn连接，所述第一开关芯片u6的第二引脚串联所述第十二电阻r12后与所述稳压二极管d1的负极连接，所述稳压二极管d1的正极接模拟地，所述第一开关芯片u6的第三引脚接地，所述第一开关芯片u6的第四引脚连接所述主控芯片200。本实施例中，所述第一开关芯片u6的型号优选为el357n。外部供电突然断电时，所述电源输入端vinn的电压逐渐降低，所述第一开关芯片u6的输入端不导通，所述主控芯片200通过其第三十三引脚检测到断电，便立即开始保存数据，防止数据流失。此外，所述第一稳压二极管d1的型号优选为1n4110。所述第一稳压二极管d1用于提供一个额外电压以使所述主控芯片200提前检测到断电。

在本实用新型的另一个实施例中，如图1、图2和图10所示，所述plc系统还包括短路保护电路900，所述短路保护电路900与所述电源供电电路700和所述主控芯片200连接。所述短路保护电路900包括第二mos管q2、第二自恢复保险丝bx02和第十二电阻r12。所述第二mos管q2的栅极与所述主控芯片200连接，所述第二mos管q2的漏极与所述负载400连接，所述第二mos管q2的源极串联所述第二自恢复保险丝bx02后接模拟地，所述第十二电阻r12连接在所述第二mos管q2的栅极和源极之间。本实施例中，所述第二mos管q2的型号优选为irlr120ntr。当电流或环境温度再提高时，第二自恢复保险丝bx02会达到较高的温度。若此时电流或环境温度继续再增加，产生的热量会大于散发出去的热量，使得所述第二自恢复保险丝bx02温度骤增，在此阶段，很小的温度变化会造成阻值的大幅提高，这时所述第二自恢复保险丝bx02处于高阻保护状态，阻抗的增加限制了电流，电流在很短时间内急剧下降，从而保护电路设备免受损坏，只要施加的电压所产生的热量足够所述第二自恢复保险丝bx02散发出的热量，处于变化状态下的所述第二自恢复保险丝bx02便可以一直处于动作状态(高阻)。当施加的电压消失时，所述第二自恢复保险丝bx02便可以自动恢复了。具体地，所述负载短路时，会产生一个大电流，会刺激所述第二自恢复保险丝bx02处于高阻状态，使得该大电流不会传至所述主控芯片200，进而不会烧坏内部电路。

在本实用新型的另一个实施例中，所述第二mos管q2的型号为n沟道增强型mos管。

在本实用新型的另一个实施例中，所述第一mos管q1的型号与所述第二mos管q2的型号相同。

本实施例的其余部分与实施例一相同，在本实施例中未解释的特征，均采用实施例一的解释，这里不再进行赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。