Plc仿真實驗平臺i/o接口電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及單片機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種PLC仿真實驗平臺I/O接口電路。
【背景技術(shù)】
[0002]可編程序控制器(PLC)作為工業(yè)生產(chǎn)自動化的三大支柱之一，受到越來越多的重視。各個高校紛紛開設(shè)了 PLC課程，PLC課程是一門專業(yè)性與實踐性都很強(qiáng)的課程，實驗教學(xué)在PLC教學(xué)中具有舉足輕重的作用，因此各高校都建設(shè)了 PLC實驗室。但PLC課程實驗的被控對象繁多，像電梯、機(jī)械手等，占用空間大，設(shè)備昂貴，一般高校不可能全部購買這些設(shè)備，而隨著技術(shù)的發(fā)展，被控對象的后期升級維護(hù)需要比較困難。
[0003]是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通訊技術(shù)等高新技術(shù)，是近年來發(fā)展迅速、應(yīng)用極廣的一類工業(yè)裝置。工業(yè)生產(chǎn)中，PLC和機(jī)器人以及CAD / CAM技術(shù)成為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的三大支柱。各個高校越來越開始重視PLC方面的教學(xué)。教師在授課的同時必須配合理論課的進(jìn)程，適時安排實驗，以便及時地把理論知識轉(zhuǎn)化為看得見、摸得著的控制過程。而實驗教學(xué)就離不開實驗室的建設(shè)，因此各高校在PLC實驗室建設(shè)方面都投入了大量的資金。由于PLC實驗臺需要被控對象，而采用實物被控對象進(jìn)行PLC實驗，會對場所、設(shè)備、耗材等提出較大需求，需要大量的建設(shè)與維護(hù)費用。這樣裝備一個PLC實驗室少則幾十萬，多則成百萬。另外PLC技術(shù)發(fā)展很快，一般3到5年就會推出一代新的產(chǎn)品，而學(xué)校的教學(xué)設(shè)備卻不能及時的更新，以適應(yīng)PLC發(fā)展的新需求，導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量下降。計算機(jī)虛擬仿真技術(shù)的出現(xiàn)很好的解決了這個問題，PLC虛擬仿真實驗平臺被廣泛采用，被控對象由實物變?yōu)樘摂M仿真，然后通過接口電路傳送到PLC，PLC處理后再通過接口電路驅(qū)動被控對象模型進(jìn)行相應(yīng)的動作，學(xué)生通過仿真程序界面可實時觀察PLC的運(yùn)行狀況，完成PLC控制程序的調(diào)試。本專利采用USB總線技術(shù)設(shè)計I/O接口電路來實現(xiàn)被控對象仿真模型和PLC的通信。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種即插即用，滿足PLC實驗系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸要求的PLC仿真實驗平臺I/o接口電路。
[0005]本實用新型是以如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]一種PLC仿真實驗平臺I/O接口電路，該電路包括單片機(jī)模塊和信號調(diào)理模塊，所述單片機(jī)模塊包括USB連接器端子和單片機(jī)，所述信號調(diào)理模塊包括PLC模擬量輸入信號調(diào)理電路、PLC模擬量輸出信號調(diào)理電路、PLC開關(guān)量輸入信號調(diào)理電路和PLC開關(guān)量輸出信號調(diào)理電路，所述USB連接器端子連接單片機(jī)，所述單片機(jī)通過不同的引腳分別連接PLC模擬量輸入信號調(diào)理電路、PLC模擬量輸出信號調(diào)理電路、PLC開關(guān)量輸入信號調(diào)理電路和PLC開關(guān)量輸出信號調(diào)理電路。
[0007]所述USB連接器端子的I腳和單片機(jī)的11腳和12腳相連，USB連接器端子的2腳和單片機(jī)的7腳相連并接地，USB連接器端子的3腳和單片機(jī)的9腳相連，USB連接器端子的4腳和單片機(jī)的8腳相連。
[0008]所述PLC模擬量輸入信號調(diào)理電路由D/A轉(zhuǎn)換器、放大器1、電阻Rl，R2，R3，R4、電容Cl組成；其中D/A轉(zhuǎn)換器的I腳，D/A轉(zhuǎn)換器的2腳和16腳接+5V電源，D/A轉(zhuǎn)換器的14腳和15腳接+2.5V電源，D/A轉(zhuǎn)換器的3腳和單片機(jī)的2腳相連，D/A轉(zhuǎn)換器的4腳和單片機(jī)的3腳相連，D/A轉(zhuǎn)換器的5腳和單片機(jī)的4腳相連，D/A轉(zhuǎn)換器的6腳和單片機(jī)的5腳相連，D/A轉(zhuǎn)換器的7腳和單片機(jī)的6腳相連，D/A轉(zhuǎn)換器的8腳和單片機(jī)的7腳相連并接地，D/A轉(zhuǎn)換器的9腳接模擬地，電阻Rl接在D/A轉(zhuǎn)換器的13腳和放大器I的2腳之間，電阻R2接在+5V電源和放大器I的3腳之間，電阻R3接在放大器I的3腳和地之間，電阻R4和電容Cl并聯(lián)后接在放大器I的2腳和放大器I的6腳之間，放大器I的6腳接PLC模擬量輸入端。
[0009]所述PLC模擬量輸出信號調(diào)理電路由放大器II，放大器II1、電阻R5，R6，R7，R8，R9，R1, RlL R12、電容C2、二極管Dl組成；其中電阻R5接在PLC模擬量輸出地和放大器III的3腳之間，電阻R6接在放大器III的3腳和放大器III的6腳之間，放大器III的2腳接地，電阻R7接在PLC模擬量輸出端和放大器II的3腳之間，電阻R8接在放大器III的6腳和放大器II的3腳之間，電阻R9接在+5V和放大器II的2腳之間，電阻RlO接在放大器II的2腳和地之間，電阻Rll和電容C2并聯(lián)后接在放大器II的3腳和放大器II的6腳之間，電阻Rl2接在放大器II的6腳和單片機(jī)的I腳之間，二極管Dl的負(fù)極接單片機(jī)的I腳，正極接地。
[0010]所述PLC開關(guān)量輸入信號調(diào)理電路由光耦1、電阻R13，R14組成；其中電阻R13接在+3.3V和光耦I(lǐng)的I腳之間，電阻R14接在PLC電源負(fù)極和光耦I(lǐng)的3腳之間，光耦I(lǐng)的I腳接電阻R13，光耦I(lǐng)的2腳接單片機(jī)的46腳，光耦I(lǐng)的3腳接PLC開關(guān)量輸入端，光耦I(lǐng)的4腳接PLC電源正極。
[0011]所述PLC開關(guān)量輸入信號調(diào)理電路由光耦I(lǐng)1、電阻R15，R16組成；其中電阻R15接在+3.3V和光耦I(lǐng)I的4腳之間，電阻R16接在PLC電源負(fù)極和光耦I(lǐng)I的2腳之間，光耦I(lǐng)I的I腳接PLC開關(guān)量輸出端，光耦I(lǐng)I的2腳接電阻R16，光耦I(lǐng)I的3腳接地，光耦I(lǐng)I的4腳接單片機(jī)的33腳。
[0012]所述D/A轉(zhuǎn)換器采用TLV5614型號的D/A轉(zhuǎn)換器。
[0013]所述放大器采用0P07型號的放大器。
[0014]所述光耦采用TLP521型號的光耦。
[0015]所述單片機(jī)采用C8051F340型號的單片機(jī)。
[0016]本實用新型有益效果為:
[0017]本實用新型利用了單片機(jī)C8051F340的高度集成性，簡化了硬件結(jié)構(gòu)，具有即插即用的特點，同時使系統(tǒng)的安裝和使用都極為方便，能滿足PLC實驗系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?br>【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型原理框圖；
[0019]圖2為本實用新型電路圖。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖，通過具體實施例對本實用新型技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明。
[0021]如圖1、圖2所示，一種PLC仿真實驗平臺I/O接口電路，該電路包括單片機(jī)模塊100和信號調(diào)理模塊110，單片機(jī)模塊100包括USB連接器端子101和單片機(jī)102，信號調(diào)理模塊I1包括PLC模擬量輸入信號調(diào)理電路IlUPLC模擬量輸出信號調(diào)理電路112、PLC開關(guān)量輸入信號調(diào)理電路113和PLC開關(guān)量輸出信號調(diào)理電路114，USB連接器端子101連接單片機(jī)102，單片機(jī)102通過不同的引腳分別連接PLC模擬量輸入信號調(diào)理電路IlUPLC模擬量輸出信號調(diào)理電路112、PLC開關(guān)量輸入信號調(diào)理電路113和PLC開關(guān)量輸出信號調(diào)理電路114。
[0022]USB連接器端子101的I腳和單片機(jī)102的11腳和12腳相連，USB連接器端子101的2腳和單片機(jī)102的7腳相連并接地，USB連接器端子101的3腳和單片機(jī)102的9腳相連，USB連接器端子101的4腳和單片機(jī)102的8腳相連。
[0023]PLC模擬量輸入信號調(diào)理電路111由D/A轉(zhuǎn)換器、放大器1、電阻Rl，R2，R3，R4、電容Cl組成；其中D/A轉(zhuǎn)換器的I腳，D/A轉(zhuǎn)換器的2腳和16腳接+5V電源，D/A轉(zhuǎn)換器的14腳和15腳接+2.5V電源，D/A轉(zhuǎn)換器的3腳和單片機(jī)102的2腳相連，D/A轉(zhuǎn)換器的4腳和單片機(jī)102的3腳相連，D/A轉(zhuǎn)換器的5腳和單片機(jī)102的4腳相連，D/A轉(zhuǎn)換器的6腳和單片機(jī)102的5腳相連，D/A轉(zhuǎn)換器的7腳和單片機(jī)102的6腳相連，D/A轉(zhuǎn)換器的8腳和單片機(jī)102的7腳相連并接地，D/A轉(zhuǎn)換器的9腳接模擬地，電阻Rl接在D/A轉(zhuǎn)換器的13腳和放大器I的2腳之間，電阻R2接在+5V電源和放大器I的3腳之間，電阻R3接在放大器I的3腳和地之間，電阻R4和電容Cl并聯(lián)后接在放大器I的2腳和放大器I的6腳之間，放大器I的6腳接PLC模擬量輸入端。
[0024]PLC模擬量輸出信號調(diào)理電路112由放大器II，放大器II1、電阻R5，R6，R7，R8，R9，R1, RlL R12、電容C2、二極管Dl組成；其中電阻R5接在PLC模擬量輸出地和放大器III的3腳之間，電阻R6接在放大器III的3腳和放大器III的6腳之間，放大器III的2腳接地，電阻R7接在PLC模擬量輸出端和放大器II的3腳之間，電阻R8接在放大器III的6腳和放大器II的3腳之間，電阻R9接在+5V和放大器II的2腳之間，電阻RlO接在放大器II的2腳和地之間，電阻Rll和電容C2并聯(lián)后接在放大器II的3腳和放大器II的6腳之間，電阻Rl2接在放大器II的6腳和單片機(jī)102的I腳之間，二極管Dl的負(fù)極接單片機(jī)102的I腳，正極接地。