本發(fā)明涉及電子設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種智能控制器。

背景技術(shù)：

過程自動(dòng)化((Process Automation，PA)行業(yè)在過去三十年飛速發(fā)展，基本上實(shí)現(xiàn)工廠規(guī)?；妥詣?dòng)化。目前，以互聯(lián)網(wǎng)和智能制造為特點(diǎn)離散工業(yè)自動(dòng)化、智能化將快速發(fā)展和提升。時(shí)下全球正在掀起一股“工業(yè)4.0”的革命浪潮，以互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的智能制造已經(jīng)成為新的趨勢，而智能制造裝置的核心部件之一就是智能控制器，以適應(yīng)各種智能裝備的功能需求。

現(xiàn)有技術(shù)中，絕大多數(shù)智能控制器采用各種PLC控制器和專業(yè)控制器實(shí)現(xiàn)，其僅僅提供部分自動(dòng)化功能，不能滿足新技術(shù)發(fā)展形勢下的功能要求。例如，核心工藝保密功能、即插即用的互諒互通功能、資源監(jiān)測和控制功能、視覺、傳感、測量功能、運(yùn)動(dòng)控制功能等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種智能控制器，通過將多種功能進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，并在使用時(shí)隨機(jī)組合，從而實(shí)現(xiàn)執(zhí)行智能化。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種智能控制器，包括微處理器模塊、電源模塊、多通道溫度模塊、多通道數(shù)字量輸入模塊、多通道數(shù)字量輸出模塊、多通道模擬量輸入模塊和多通道模擬量輸出模塊；所述微處理器模塊包括微處理器、RS232端口、Ethernet端口、USB端口和SD卡；所述RS232端口用于連接人機(jī)界面；所述Ethernet端口用于遠(yuǎn)程下載PLC程序，以及連接互聯(lián)網(wǎng)；所述USB端口用于本地下載PLC程序；所述SD卡用于存儲(chǔ)所述USB端口本地下載的PLC程序和過程數(shù)據(jù)；所述電源模塊用于提供所述多通道溫度模塊、所述多通道數(shù)字量輸入模塊、所述多通道數(shù)字量輸出模塊、所述多通道模擬量輸入模塊和所述多通道模擬量輸出模塊所需的電壓；所述多通道溫度模塊用于提供多路溫度輸入；所述多通道數(shù)字量輸入模塊用于提供多路數(shù)字量輸入；所述多通道數(shù)字量輸出模塊用于提供多路數(shù)字量輸出；所述多通道模擬量輸入模塊用于提供多路模擬量輸入；所述多通道模擬量輸出模塊用于提供多路模擬量輸出。

于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述微處理器采用CAN總線，通訊協(xié)議采用CANopen協(xié)議，通訊速率為10Kbit/s～1Mbit/s。

于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述微處理器所采用的編程環(huán)境為MULTIPROG，編程語言為PLCopen組織定義的IEC61131-3的5種編程語言，程序容量為10K步。

于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述電源模塊將輸入的100V-240VAC或者24V直流電壓轉(zhuǎn)換為內(nèi)部直流電源。

于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述電源模塊、多通道溫度模塊、多通道數(shù)字量輸入模塊、多通道數(shù)字量輸出模塊、多通道模擬量輸入模塊和多通道模擬量輸出模塊均采用導(dǎo)軌總線通訊，由導(dǎo)軌供電。

于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述多通道溫度模塊包括多通道TC熱電偶溫度模塊和/或多通道RTD熱電阻溫度模塊；所述多通道TC熱電偶溫度模塊用于提供多路TC溫度輸入；所述多通道RTD熱電阻溫度模塊用于提供多路RTD溫度輸入。

于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述多通道TC熱電偶溫度模塊采用K型、J型、N型、R型、S型、T型、E型、B型熱電偶中的一種或組合。

于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述多通道RTD熱電阻溫度模塊采用PT100型、PT1000型熱電阻中的一種或組合。

于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述多通道溫度模塊、所述多通道數(shù)字量輸入模塊、所述多通道數(shù)字量輸出模塊、所述多通道模擬量輸入模塊和所述多通道模擬量輸出模塊的通訊協(xié)議采用CANopen協(xié)議，通訊速率為10Kbit/s～1Mbit/s。

于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述多通道溫度模塊所述多通道數(shù)字量輸入模塊、所述多通道數(shù)字量輸出模塊、所述多通道模擬量輸入模塊和所述多通道模擬量輸出模塊均采用CAN總線，通訊協(xié)議采用CANopen協(xié)議，通訊速率為10Kbit/s～1Mbit/s。

如上所述，本發(fā)明的智能控制器，具有以下有益效果：

(1)將多種功能進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，能夠在使用時(shí)隨機(jī)組合，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行智能化；

(2)符合國際標(biāo)準(zhǔn)硬件、總線標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)硬件通用化、互聯(lián)互通化；

(3)滿足細(xì)分行業(yè)市場，能夠根據(jù)客戶需求量身定制，實(shí)現(xiàn)市場定制化。

附圖說明

圖1顯示為本發(fā)明的智能控制器的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2顯示為本發(fā)明的微處理器模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3顯示為本發(fā)明的電源模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4顯示為本發(fā)明的多通道TC熱電偶溫度模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5顯示為本發(fā)明的多通道RTD熱電阻溫度模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6顯示為本發(fā)明的多通道數(shù)字量輸入模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7顯示為本發(fā)明的多通道數(shù)字量輸出模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8顯示為本發(fā)明的多通道模擬量輸入模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9顯示為本發(fā)明的多通道模擬量輸出模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

元件標(biāo)號(hào)說明

1 微處理器模塊

2 電源模塊

3 多通道TC熱電偶溫度模塊

4 多通道數(shù)字量輸入模塊

5 多通道數(shù)字量輸出模塊

6 多通道模擬量輸入模塊

7 多通道模擬量輸出模塊

具體實(shí)施方式

以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

需要說明的是，以下實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。

本發(fā)明的智能控制器包括若干個(gè)控制器模塊，分別用于實(shí)現(xiàn)不同的功能。在實(shí)際使用過程中，可將需要的控制器模塊進(jìn)行組合，從而滿足不同的需求。

本發(fā)明的智能控制器包括微處理器模塊、電源模塊、多通道溫度模塊、多通道數(shù)字量輸入模塊、多通道數(shù)字量輸出模塊、多通道模擬量輸入模塊和多通道模擬量輸出模塊。其中，多通道溫度模塊用于提供多路溫度輸入，包括多通道TC熱電偶溫度模塊和/或多通道RTD熱電阻溫度模塊。具體地，多通道TC熱電偶溫度模塊用于提供多路TC溫度輸入；多通道RTD熱電阻溫度模塊用于提供多路RTD溫度輸入。優(yōu)選地，多通道TC熱電偶溫度模塊采用K型、J型、N型、R型、S型、T型、E型、B型熱電偶中的一種或組合。多通道RTD熱電阻溫度模塊采用PT100型、PT1000型熱電阻中的一種或組合。

圖1所示為本發(fā)明的智能控制器的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。由圖可知，該智能控制器包括微處理器模塊1、電源模塊2、多通道TC熱電偶(thermocouple，TC)溫度模塊3、多通道數(shù)字量輸入模塊4、多通道數(shù)字量輸出模塊5、多通道模擬量輸入模塊6和多通道模擬量輸出模塊7。

如圖2所示，微處理器模塊1包括微處理器、RS232端口、Ethernet端口、USB端口和SD卡。

其中，RS232端口用于連接人機(jī)界面(Human Machine Interface，HMI)，采用Modbus RTU通訊協(xié)議。

Ethernet端口用于遠(yuǎn)程下載PLC程序，以及連接互聯(lián)網(wǎng)。具體地，下載速率可達(dá)100M/s，采用TCP/IP通訊協(xié)議。其中，遠(yuǎn)程下載的PLC程序存儲(chǔ)在微處理器中。

USB端口用于本地下載PLC程序。

SD卡用于存儲(chǔ)USB端口本地下載的PLC程序和過程數(shù)據(jù)。

微處理器用于對該智能控制器進(jìn)行控制，由總線底板提供5V直流電源，采用CAN總線，通訊速率為10Kbit/s～1Mbit/s。

微處理器所采用的編程環(huán)境為MULTIPROG(Phoenix Software)，編程語言為IEC61131-3梯形圖(Ladder Diagram)。程序容量為10Ksteps。所適用的環(huán)境溫度范圍為0-60℃；所適用的環(huán)境相對濕度范圍為10％-90％。

優(yōu)選地，微處理器采用ARM Cortex M4。

電源模塊2用于提供多通道TC熱電偶溫度模塊3、多通道數(shù)字量輸入模塊4、多通道數(shù)字量輸出模塊5、多通道模擬量輸入模塊6和多通道模擬量輸出模塊7所需的電壓。

如圖3所示，電源模塊2將輸入的100V-240VAC或者24V直流電壓轉(zhuǎn)換為內(nèi)部直流電源，供其他控制器模塊使用。

電源模塊2采用導(dǎo)軌總線通訊，經(jīng)由導(dǎo)軌供電。電源模塊的參數(shù)如表1所示。

表1、電源模塊參數(shù)表

多通道TC熱電偶溫度模塊3用于提供多路TC溫度輸入。

如圖4所示，多通道TC熱電偶溫度模塊3采用導(dǎo)軌總線通訊、導(dǎo)軌供電，其參數(shù)如表2所示。

表2、多通道TC熱電偶溫度模塊參數(shù)表

當(dāng)采用多通道RTD熱電阻溫度模塊時(shí)，其結(jié)構(gòu)如圖5所示。同樣的，多通道RTD熱電阻溫度模塊采用導(dǎo)軌總線通訊、導(dǎo)軌供電。

優(yōu)選地，多通道溫度模塊包括8路溫度輸入。

多通道數(shù)字量輸入模塊4用于提供多路數(shù)字量輸入。

如圖6所示，多通道數(shù)字量輸入模塊4采用導(dǎo)軌總線通訊、導(dǎo)軌供電，其參數(shù)表如表3所示。

表3、多通道數(shù)字量輸入模塊參數(shù)表

優(yōu)選地，多通道數(shù)字量輸入模塊包括16路數(shù)字量輸入。

多通道數(shù)字量輸出模塊5用于提供多路數(shù)字量輸出。

如圖7所示，多通道數(shù)字量輸出模塊5采用導(dǎo)軌總線通訊、導(dǎo)軌供電，其參數(shù)表如表4所示。

表4、多通道數(shù)字量輸出模塊參數(shù)表

優(yōu)選地，多通道數(shù)字量輸出模塊包括12路數(shù)字量輸出。

多通道模擬量輸入模塊6用于提供多路模擬量輸入。

如圖8所示，多通道模擬量輸入模塊6采用導(dǎo)軌總線通訊、導(dǎo)軌供電，其參數(shù)表如表5所示。

表5、多通道模擬量輸入模塊參數(shù)表

優(yōu)選地，多通道模擬量輸入模塊包括8路模擬量輸入。

多路模擬量輸出模塊7用于提供多路模擬量輸出。

如圖9所示，多路模擬量輸出模塊7采用導(dǎo)軌總線通訊、導(dǎo)軌供電，其參數(shù)表如表6所示。

表6、多路模擬量輸出模塊參數(shù)表

優(yōu)選地，多路模擬量輸出模塊包括8路模擬量輸出。

綜上所述，本發(fā)明的智能控制器將多種功能進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，能夠在使用時(shí)隨機(jī)組合，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行智能化；符合國際標(biāo)準(zhǔn)硬件、總線標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)硬件通用化、互聯(lián)互通化；滿足細(xì)分行業(yè)市場，能夠根據(jù)客戶需求量身定制，實(shí)現(xiàn)市場定制化。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。