專利名稱：能混合編程的可編程控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于控制、調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，更進(jìn)一步涉及控制或調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其功能單元的具有混合編程控制功能的可編程序控制器。
目前具有可編程序能力的控制裝置有兩類一類通稱為可編程序控制器，它所控制的變量以邏輯量為主，對(duì)模擬量的控制能力較弱，對(duì)摸擬量控制的運(yùn)行操作和顯示不如用于摸擬量控制的裝置那樣完善。還有一類通稱為可編程序調(diào)節(jié)器，則是以控制模擬量為主，對(duì)邏輯量的控制能力弱。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種綜合了上述兩類裝置特點(diǎn)，對(duì)模擬量和邏輯量均有很強(qiáng)控制能力的可編程序控制器。
本實(shí)用新型包括信號(hào)處理存貯單元、輸入輸出單元擴(kuò)展輸入輸出單元、鍵盤顯示單元、并行接口單元、串行通訊接口單元和編程器。信號(hào)處理存貯單元中的微機(jī)采用8098單片機(jī)。輸入輸出單元中的A／D、D／A、開(kāi)關(guān)量輸入輸出電路、高速脈沖的輸入輸出電路與控制對(duì)象交換信息。擴(kuò)展輸入輸出單元以大規(guī)模并行接口芯片實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量的輸入輸出和總線的接口。鍵盤顯示單元以大規(guī)模接口芯片8279與8098及總線接口，進(jìn)行組態(tài)編程中的信息顯示和運(yùn)行中的數(shù)據(jù)分時(shí)顯示以及編程鍵盤和運(yùn)行鍵盤的信息傳送。編程器為無(wú)源鍵盤，通過(guò)鍵盤顯示接口將程序符號(hào)送入信號(hào)處理存貯單元。并行接口單元以一片8255實(shí)現(xiàn)與外部打印機(jī)或同類裝置的并行信息交換以及裝置內(nèi)的運(yùn)行工作方式的設(shè)定輸入。符合RS232C或RS422通訊規(guī)約的串行通訊接口將單片機(jī)8098的通訊收發(fā)信息進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換和隔離。
8098芯片與各單元通過(guò)信號(hào)總線及8098特有的功能線連接。除擴(kuò)展單元以外，其余部分采用調(diào)節(jié)儀表式裝配結(jié)構(gòu)或插件盒式的模塊式裝配結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展單元采用插件盒式裝配結(jié)構(gòu)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步加以描述。


圖1為本實(shí)用新型的功能單元方框圖。
圖2為信號(hào)處理存貯單元的電原理圖。
圖3為輸入輸出單元的電原理圖。
圖4為鍵盤顯示單元的電原理圖。
圖5為擴(kuò)展輸入輸出單元與總線接口部分的電原理圖。
圖1中，信號(hào)處理存貯單元通過(guò)總線和鍵盤顯示單元2、輸入輸出單元3，擴(kuò)展輸入輸出單元4以及并行接口單元5相互交換信息，通過(guò)特有功能線TXD和RXD與串行通訊接口單元6交換信息。鍵盤顯示單元2和編程器7交換信息。
圖2電路中，微機(jī)采用8098單片機(jī)，用戶程序存貯器采用2864或2764，地址譯碼器采用GAL16V8器件，8098單片機(jī)在復(fù)位后開(kāi)始執(zhí)行固化于ROM中的系統(tǒng)操作程序。當(dāng)啟動(dòng)控制運(yùn)行后，由系統(tǒng)操作程序定時(shí)或循環(huán)調(diào)用執(zhí)行存貯于2864／2764中的用戶程序。運(yùn)行中的數(shù)據(jù)存貯于6264中。GAL16V8在地址信號(hào)作用下產(chǎn)生各有關(guān)器件和擴(kuò)展電路的選擇信號(hào)。
圖3包括與控制對(duì)象交換信息的A／D、D／A、開(kāi)關(guān)量輸入輸出和高速脈沖輸入輸出電路。開(kāi)關(guān)量輸入輸出信號(hào)通過(guò)芯片8255與總線接口。8255的A口和C口低四位用于接收經(jīng)過(guò)光電隔離的12路開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)。B口輸出8點(diǎn)信號(hào)經(jīng)74LS245驅(qū)動(dòng)和光電隔離后再驅(qū)動(dòng)功率晶體管。功率晶體管為集電極開(kāi)路輸出形式。A／D轉(zhuǎn)換電路的多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)CD4051的通道控制信號(hào)由8255的PC5、PC6、PC7送出，并經(jīng)CD4054電平轉(zhuǎn)換。被選中的輸入模擬通道經(jīng)緩沖運(yùn)放送往8098的ACH·6進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換。由基準(zhǔn)電壓穩(wěn)壓管LM336產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)電壓經(jīng)運(yùn)放緩沖和放大，生成A／D轉(zhuǎn)換的基準(zhǔn)電壓VREF。8098的高速輸出口HSO·0～HSO·3經(jīng)電平轉(zhuǎn)換器CD4504驅(qū)動(dòng)，可輸出高速脈沖。D／A由8098的高速輸出口輸出的脈寬調(diào)制脈沖經(jīng)RC平滑濾波產(chǎn)生，并經(jīng)運(yùn)算放大器構(gòu)成的放大和電壓電流轉(zhuǎn)換電路，形成兩路電流輸出和相應(yīng)的兩路電壓輸出。外部的兩路高速脈沖的輸入電路采用高速光電隔離電路6N137，經(jīng)光電隔離電路后再送往8098的高速輸入口HSI·1和HSI·3(或HSI·2)。
圖4中采用大規(guī)模接口芯片8279與總線接口進(jìn)行組態(tài)編程中的信息顯示和運(yùn)行中的數(shù)據(jù)分時(shí)顯示以及運(yùn)行操作鍵盤和編程鍵盤的信息傳送。8279通過(guò)總線和8098的專有線 HSI·O和ALE與8098交換信息。8279產(chǎn)生的鍵掃描選通信號(hào)SL0～SL3經(jīng)CD4514產(chǎn)生16路譯碼選通信號(hào)，利用了其中的12路用于控制6片75452。數(shù)據(jù)顯示器為雙排共10位，運(yùn)行操作面板的狀態(tài)指示燈也通過(guò)8279管理。8279產(chǎn)生的段顯示信號(hào)經(jīng)三級(jí)管驅(qū)動(dòng)。由74LS138產(chǎn)生的8路行掃描信號(hào)和8279的8根列接收線RL0～RL7提供了面板運(yùn)行操作鍵盤K2和編程鍵盤K1的行列信號(hào)。按鍵信號(hào)由8279的IRQ端產(chǎn)生中斷信號(hào)送至8098的HSI·O端。
圖5表示了所有擴(kuò)展輸入輸出單元電路與總線的接口原理。擴(kuò)展輸入輸出單元以大規(guī)模并行接口芯片8255實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展開(kāi)關(guān)量與總線的接口。其余光電隔離電路及驅(qū)動(dòng)電路等部分視不同的外接裝置類型而異，基本原理同圖3相應(yīng)部分。每一擴(kuò)展輸入輸出單元的地址由8255的CS端通過(guò)跳線器與74LS138的哪個(gè)輸出端相連決定。
編程器為無(wú)源鍵盤，其上特設(shè)輸入邏輯語(yǔ)句的若干個(gè)鍵。編程器將程序符號(hào)通過(guò)鍵盤顯示接口送入信號(hào)處理存貯單元。
并行接口單元為一片8255，它實(shí)現(xiàn)與外部打印機(jī)或同類裝置的信息傳送以及接收運(yùn)行方式設(shè)定輸入。
串行通訊接口將單片機(jī)8098的通訊收發(fā)信息進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換和隔離，電平規(guī)范采用RS232C或RS422通訊規(guī)約。
電路單元的裝配組合上除擴(kuò)展單元外，各單元可采用調(diào)節(jié)儀表式裝配結(jié)構(gòu)或插件盒式模塊裝配結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展單元采用插件盒式結(jié)構(gòu)。對(duì)插盒式模塊結(jié)構(gòu)，顯示運(yùn)行鍵盤面板為一個(gè)獨(dú)立的盒式結(jié)構(gòu)，通過(guò)電纜與鍵盤顯示單元相連。
本實(shí)用新型通過(guò)實(shí)現(xiàn)把可編程 控制器的邏輯編程功能和可編程調(diào)節(jié)器的功能塊編程功能混合使用以及相應(yīng)的硬件設(shè)計(jì)，從而使本實(shí)用新型把兩者的特點(diǎn)綜合起來(lái)了，應(yīng)用領(lǐng)域更廣泛，能實(shí)現(xiàn)更為全面的自動(dòng)控制。本實(shí)用新型采用并充分發(fā)揮了16位單片機(jī)8098的功能，提高了可編程控制器的性能價(jià)格比。本實(shí)用新型控制器兼做編程器，也減少了用戶的編程投資。本實(shí)用新型采用了獨(dú)特的運(yùn)行數(shù)據(jù)分時(shí)顯示和編程功能，用戶可在程序中指定多個(gè)信號(hào)，由顯示器自動(dòng)分時(shí)顯示。
權(quán)利要求1.能混合編程的可編程控制器，它包括信號(hào)處理存貯單元、鍵盤顯示單元，輸入輸出單元，其特征在于所述的信號(hào)處理存貯單元1中單片微機(jī)8098通過(guò)總線分別與鍵盤顯示單元2、輸入輸出單元3、擴(kuò)展輸入輸出單元4以及并行接口單元5相連，串行通訊接口單元6經(jīng)兩根專有功能線接于8098微機(jī)，編程器7為無(wú)源鍵盤，接于鍵盤顯示單元2，所述單片微機(jī)8098通過(guò)兩根專有功能線與鍵盤顯示單元2中的接口芯片8279相連。
2.如權(quán)利要求1所述的可編程控制器，其特征在于所述的信號(hào)處理存貯單元1中的用戶程序存貯器以及GAL16V8經(jīng)總線分別與8098相連。
3.如權(quán)利要求1所述的可編程控制器，其特征在于所述的輸入輸出單元3中的接口芯片8255的PC5、PC6、PC7三根口線經(jīng)電平轉(zhuǎn)換器接于輸入多路開(kāi)關(guān)CD4051，單片微機(jī)8098的高速輸出口經(jīng)輸入輸出單元3中的電平轉(zhuǎn)換器和RC濾波接于電壓電流轉(zhuǎn)換電路，單片微機(jī)8098的高速輸入口與輸入輸出單元3中的光電耦合電路6N137相連，所述的開(kāi)關(guān)量輸入輸出信號(hào)經(jīng)接口芯片8255與總線相連。
4.如權(quán)利要求1所述的可編程控制器，其特征在于所述的編程器上特設(shè)輸入邏輯語(yǔ)句的若干個(gè)鍵。
5.如權(quán)利要求1所述的可編程控制器，其特征在于除擴(kuò)展單元以外，其余部分采用調(diào)節(jié)儀表式裝配結(jié)構(gòu)或插件盒式的裝配結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展單元為插件盒式裝配結(jié)構(gòu)。
專利摘要一種涉及控制、調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域的能混合編程的可編程控制器，它包括信號(hào)處理存貯單元、輸入輸出單元、擴(kuò)展輸入輸出單元、鍵盤顯示單元、并行接口單元、串行通訊接口單元和編程器。本實(shí)用新型采用8098單片機(jī)，可將普通可編程控制器的邏輯編程功能和可編程調(diào)節(jié)器的功能塊編程功能混合使用，同時(shí)采用獨(dú)特的運(yùn)行數(shù)據(jù)分時(shí)顯示和編程功能，用戶可在程序中指定多個(gè)信號(hào)，由顯示器自動(dòng)分時(shí)顯示。
文檔編號(hào)G05B19/04GK2148348SQ92246048
公開(kāi)日1993年12月1日 申請(qǐng)日期1992年12月30日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月30日
發(fā)明者高季雍 申請(qǐng)人:高季雍