專利名稱：控制器試驗(yàn)箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及PLC自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種控制器試驗(yàn)箱。
背景技術(shù)：
一段控制程序由工程師編寫完成后要在實(shí)驗(yàn)室建立模擬系統(tǒng)，并將程序下載到控 制器中，經(jīng)過多次調(diào)試和修改基本滿足要求后，再下載到實(shí)際的被控制系統(tǒng)上調(diào)試和修改， 直到控制效果完全滿足要求才算結(jié)束。這其中，模擬系統(tǒng)的建立非常麻煩，要接很多線，接 各種傳感器，有些還不能直接用傳感器，比如溫度傳感器，壓力傳感器，其測量量在實(shí)驗(yàn)室 實(shí)現(xiàn)起來有難度，這個(gè)時(shí)候工程師們就會(huì)用電位器搭建簡單電路或用直流穩(wěn)壓電源來代替 傳感器產(chǎn)生可控的并與傳感器信號相似的信號。輸出端子一般使用小燈泡或電磁閥來監(jiān) 控輸出的數(shù)字量或者PWM信號。如果系統(tǒng)非常復(fù)雜，就要接很多很多的線，為防止短路，接 線處要包裹起來，程序和系統(tǒng)修改后，改動(dòng)起來也很不方便，即使必要時(shí)可以使用接線端子 排，但這么多線使用螺絲刀接起來依然很是麻煩。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種控制器試驗(yàn)箱，以實(shí)現(xiàn)快速搭建和修改控制系 統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)的模擬系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案一種控制器試驗(yàn)箱，包括4個(gè)DI/D0-單元，24個(gè)DI/D0/PWM單元，1個(gè)雙路脈沖信 號發(fā)生單元，8個(gè)DI/PI單元，4個(gè)DI單元，8個(gè)DI-/AI (V/A)單元，2個(gè)CAN總線接口單元， 所述雙路脈沖信號發(fā)生單元分別和8個(gè)DI/PI單元配合使用，上述所有單元均設(shè)置在所述 試驗(yàn)箱內(nèi)，且每個(gè)單元上均設(shè)置有波段開關(guān)，所述試驗(yàn)箱內(nèi)各功能復(fù)用端子單元靠其上的 波段開關(guān)位置來選擇電路，從而搭建和修改模擬系統(tǒng)。優(yōu)選的，上述控制器試驗(yàn)箱，所述控制器試驗(yàn)箱內(nèi)各輸出單元的顯示裝置為發(fā)光 二極管或燈泡。優(yōu)選的，上述控制器試驗(yàn)箱，所述DI_/AI(V/A)單元中的模擬量電壓輸入由IK電 位器對5V參考電壓分壓實(shí)現(xiàn)0-5V可調(diào)，模擬量電流輸入將IK電位器和端子串聯(lián)，用5V參 考電壓供電。優(yōu)選的，上述控制器試驗(yàn)箱，還包括設(shè)置在所述試驗(yàn)箱內(nèi)的帶有標(biāo)準(zhǔn)通訊接口和 獨(dú)立端子的接口單元。優(yōu)選的，上述控制器試驗(yàn)箱，所述雙路脈沖信號發(fā)生單元中的兩路脈沖信號，由 簡單的RC震蕩加比較器產(chǎn)生，通過IOK電位器和波段開關(guān)選擇不同的電容實(shí)現(xiàn)脈沖頻率 10-10K分段可調(diào)，用導(dǎo)線從信號輸出連接到處于懸空狀態(tài)的PI端子，且地線在內(nèi)部是導(dǎo)通 的。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，功能齊全，基本可以實(shí)現(xiàn)除總線信號(可以用PC通過CAN 總線設(shè)備產(chǎn)生)外的0-5V電壓信號，4-20mA電流信號，10-10K脈沖等EPEC2024控制器可以
3接收的所有傳感器信號。面板上均勻排布了控制器幾乎所有的端子，每一個(gè)端子都有一個(gè) 功能齊全的電路模塊，通過一個(gè)波段開關(guān)來選擇此復(fù)用端子是接輸入還是輸出，是作為開 關(guān)量還是模擬量。試驗(yàn)箱側(cè)邊還布置通訊端子，帶有標(biāo)準(zhǔn)通訊接口，方便程序下載和通訊。本實(shí)用新型在節(jié)能方面也有考慮，當(dāng)端子模塊的波段開關(guān)打到OFF狀態(tài)時(shí)，模塊 的電源也同時(shí)被切掉了，既節(jié)省了電能，也減少了系統(tǒng)干擾。在提高工作效率方面的優(yōu)勢是 非常明顯的，省去了接線拆線，選擇電位器，連接燈泡等諸多事情的麻煩。成本方面，本實(shí)用 新型已經(jīng)簡單集成了系統(tǒng)調(diào)試所要用到的直流穩(wěn)壓電源和信號發(fā)生器的部分功能，而其成 本要比這兩個(gè)設(shè)備低得多。
為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提 下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的控制器試驗(yàn)箱線路示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的DI/D0-單元原理圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的DI/D0/PWM單元原理圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的DI/AI (V/A)單元原理圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的雙路脈沖信號發(fā)生電路原理圖。
具體實(shí)施方式
為了引用和清楚起見，下文中使用的技術(shù)名詞如下波段開關(guān)用來轉(zhuǎn)換波段或選接不同電路的電子元件，此例選用撥動(dòng)滑片式波段 開關(guān)，也叫撥段開關(guān)；撥動(dòng)開關(guān)俗稱紐子開關(guān)，其原理是微型翹板開關(guān)。下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的 實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下 所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。本實(shí)用新型公開了一種控制器試驗(yàn)箱，以實(shí)現(xiàn)快速搭建和修改模擬系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決搭建和修改模擬系統(tǒng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力等技術(shù)問題的基本思想為針對 EPEC2024控制器將其所有可能的系統(tǒng)方案和用到的開關(guān)，電位器及發(fā)光二極管(代替燈 泡)集成到一個(gè)儀器箱內(nèi)，使用專用接插件連接控制器，并通過試驗(yàn)箱給控制器供電，只需 設(shè)置波段開關(guān)位置即可搭建模擬系統(tǒng)，改變波段開關(guān)位置即可修改模擬系統(tǒng)。請參閱圖1，圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的控制器試驗(yàn)箱線路示意圖。本實(shí)用新型由4個(gè)DI/D0-單元，24個(gè)DI/D0/PWM單元，1個(gè)雙路脈沖信號發(fā)生單 元，8個(gè)DI/PI單元，4個(gè)DI單元，8個(gè)DI-/AI (V/A)單元，2個(gè)CAN總線，以及其他的參考電 源，電流反饋，等獨(dú)立端子組成。
0027]信號輸入方面開關(guān)量輸入用一個(gè)撥動(dòng)開關(guān)來實(shí)現(xiàn)端子接電源(或接地)還是 懸空，模擬量電壓輸入由IK電位器對5V參考電壓分壓實(shí)現(xiàn)0-5V可調(diào)，模擬量電流輸入將IK電位器和端子串聯(lián)，用5V參考電壓供電，利用輸入端子內(nèi)部220歐對地電阻，當(dāng)電阻 1. 22k-0. 22k均勻變化時(shí)，對應(yīng)的剛好為4-20mA的變化的電流，(若采用與0-5V電壓相同 的電路可以實(shí)現(xiàn)0-20mA的電流信號)，這比使用簡單電流源電路還要簡單，而且沒有不允 許開路的限制。脈沖信號為兩路，由簡單的RC震蕩加比較器產(chǎn)生，通過IOK電位器和波段 開關(guān)選擇不同的電容實(shí)現(xiàn)脈沖頻率10-10K分段可調(diào)，使用時(shí)如同信號發(fā)生器一般，用導(dǎo)線 從信號輸出連接到PI端子即可(PI端子的撥動(dòng)要先打到OFF即懸空狀態(tài))，地線在內(nèi)部是 導(dǎo)通的。請參閱圖2，圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的DI/D0-單元原理圖。波段開關(guān)選擇端子作為輸入還是輸出，輸入采用撥動(dòng)開關(guān)實(shí)現(xiàn)接高電平還是懸 空，輸出采用發(fā)光二極管LED串聯(lián)限流電阻，陽極接電源，陰極接端子實(shí)現(xiàn)負(fù)向開關(guān)量輸
出ο本實(shí)用新型用發(fā)光二極管串電阻來代替燈泡，不僅方便系統(tǒng)的集成，使試驗(yàn)箱外 觀更加漂亮，功能完全沒有改變，其壽命比燈泡也更持久。請參閱圖3，圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的DI/D0/PWM單元原理圖。波段開關(guān)選擇端子作為輸入還是輸出，輸入采用撥動(dòng)開關(guān)實(shí)現(xiàn)接高電平還是懸 空，輸出采用發(fā)光二極管LED串聯(lián)限流電阻，陽極接端子，陰極接地，當(dāng)端子輸出高電平或 PWM信號時(shí)發(fā)光二極管亮。請參閱圖4，圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的DI/AI (V/A)單元原理圖。數(shù)字量采用撥動(dòng)開關(guān)來選擇接地還是懸空，模擬量(V/A)采用IK電位器來實(shí)現(xiàn) 0-5V 或 0-20mA 信號。請參閱圖5，圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的雙路脈沖信號發(fā)生電路原理圖?；赗C積分電路加電壓比較器，比較器輸出接一個(gè)正反饋一個(gè)負(fù)反饋分別到比 較器的正向和負(fù)向輸入端，形成震蕩方波的原理。由于本電路，采用單電源供電，比較器在 正向輸入端加偏置電路將此處電壓升至l/2Vcc附近。通過調(diào)節(jié)反饋電阻Rf的大小調(diào)節(jié)輸 出方波(寬脈沖)的頻率，通過三檔選擇開關(guān)選擇電容大小，從而選擇信號發(fā)生的脈沖頻率 范圍。DI/PI采用撥動(dòng)開關(guān)選擇是接高電平還是懸空，接脈沖輸入時(shí)開關(guān)搭到懸空狀態(tài)。試驗(yàn)箱中所有單元除部分單元取同一個(gè)參考電源外，單元間都是相互獨(dú)立的，所 有單元和控制器的接插件連接，接上控制器后，分別設(shè)置各個(gè)撥段開關(guān)選擇連接單元內(nèi)需 要的功能電路，構(gòu)成模擬系統(tǒng)。本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他 實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新 型。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定 義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因 此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理 和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求一種控制器試驗(yàn)箱，其特征在于，包括4個(gè)DI/DO 單元，24個(gè)DI/DO/PWM單元，1個(gè)雙路脈沖信號發(fā)生單元，8個(gè)DI/PI單元，4個(gè)DI單元，8個(gè)DI /AI單元，2個(gè)CAN總線接口單元，顯示裝置；所述雙路脈沖信號發(fā)生單元分別和8個(gè)DI/PI單元配合使用；上述所有單元均設(shè)置在所述試驗(yàn)箱內(nèi)；所述試驗(yàn)箱內(nèi)各功能復(fù)用端子單元設(shè)有波段開關(guān)，通過操控所述波段開關(guān)選接電路，用以搭建或修改模擬系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的控制器試驗(yàn)箱，其特征在于，所述控制器試驗(yàn)箱內(nèi)顯示裝置為 發(fā)光二極管或燈泡。
3.如權(quán)利要求1所述的控制器試驗(yàn)箱，其特征在于，所述DI-/AI單元中的模擬量電壓 輸入由IK電位器對5V參考電壓分壓實(shí)現(xiàn)0-5V可調(diào)，模擬量電流輸入將IK電位器和端子 串聯(lián)，用5V參考電壓供電，負(fù)向開關(guān)量輸入由撥動(dòng)開關(guān)接地或懸空實(shí)現(xiàn)。
4.如權(quán)利要求1所述的控制器試驗(yàn)箱，其特征在于，所述雙路脈沖信號發(fā)生單元中的 兩路脈沖信號，由簡單的RC震蕩加比較器產(chǎn)生，通過IOK電位器和波段開關(guān)選擇不同的電 容實(shí)現(xiàn)脈沖頻率10-10K分段連續(xù)可調(diào)，用導(dǎo)線從信號輸出連接到處于懸空狀態(tài)的PI端子， 且地線在內(nèi)部是導(dǎo)通的。
5.如權(quán)利要求1所述的控制器試驗(yàn)箱，其特征在于，還包括設(shè)置在所述試驗(yàn)箱內(nèi)的帶 有標(biāo)準(zhǔn)通訊接口和獨(dú)立端子的接口單元。
專利摘要本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種控制器試驗(yàn)箱，包括4個(gè)DI/DO-單元，24個(gè)DI/DO/PWM單元，1個(gè)雙路脈沖信號發(fā)生單元，8個(gè)DI/PI單元，4個(gè)DI單元，8個(gè)DI-/AI(V/A)單元，2個(gè)CAN總線設(shè)備，所述雙路脈沖信號發(fā)生單元和DI/PI單元配合使用，所有單元均設(shè)置在試驗(yàn)箱內(nèi)，試驗(yàn)箱內(nèi)各功能復(fù)用端子單元靠其上的波段開關(guān)位置來選接電路，搭建和修改模擬系統(tǒng)。本試驗(yàn)箱可以實(shí)現(xiàn)0-5V電壓信號，4-20mA電流信號，10-10K脈沖等EPEC2024控制器可以接收的所有傳感器信號。面板上每一個(gè)端子都有一個(gè)功能齊全的電路模塊，通過一個(gè)波段開關(guān)來選擇是接輸入還是輸出，是作為開關(guān)量還是模擬量。
文檔編號G05B23/02GK201681300SQ20092021113
公開日2010年12月22日 申請日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者張玨春, 査春峰 申請人:上海派芬自動(dòng)控制技術(shù)有限公司