專利名稱：Plc的輸入模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的一個方案涉及一種PLC的輸入模塊，尤其涉及一種能夠接收從傳感器或開關(guān)輸入的信號的PLC的輸入模塊。
背景技術(shù)：
應(yīng)用在諸如工業(yè)上工廠設(shè)備的自動化的各種領(lǐng)域的可編程邏輯控制器(PLC)包括包括中央處理單元(CPU)的CPU模塊、接收從傳感器或開關(guān)輸入的信號的輸入模塊、接收自編碼器輸入的信號的高速計數(shù)模塊、傳送控制信號到電動機或作為控制對象的閥的輸出模塊、通信模塊、比例積分微分(PID)控制模塊、定位模塊和類似的模塊。高速模塊是這樣一種模塊其接收自高速編碼器輸入的信號，以便使用微處理器進行計數(shù)。然而，因為微處理器的計時器脈沖單元或中斷模塊的數(shù)目是被限制的，所以高速計數(shù)模塊存在難以配置多個通道的問題。高速計數(shù)模塊還存在如下問題，即需要用于處理計數(shù)功能的單獨模塊來增加通道的數(shù)目。為了解決上述問題，想要使用輸入模塊來執(zhí)行計數(shù)功能，但是輸入模塊被實施為簡單地周期性讀取值的方式。因此，有可能檢測到脈沖的上升或者下降沿。進一步，在增加通道的數(shù)目上存在限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提出了一種PLC的輸入模塊，其能夠通過利用檢測脈沖的邊沿的額外電路來對多通道的系數(shù)值進行計數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的一個方案，提出了一種PLC的輸入模塊，其包括多個檢測單元，其配置為接收對應(yīng)于每個通道的應(yīng)用在具有多個通道的負載上的脈沖信號，檢測脈沖信號的上升沿或下降沿，并發(fā)送座位檢測結(jié)果的輸出信號；判定單元，其配置為接收從多個檢測單元分別發(fā)送出的多個輸出信號，檢測多個通道的邊沿，并發(fā)送作為檢測結(jié)果的檢測信號；和控制單元，其被配置為利用從判定單元發(fā)送的檢測信號識別中斷發(fā)生的存在并當中斷發(fā)生時利用應(yīng)用的脈沖信號執(zhí)行計數(shù)過程。多個檢測單元的每一個可以包括第一沿檢測器，其被配置為接收應(yīng)用的脈沖信號作為時鐘信號，并且當在脈沖信號中產(chǎn)生上升沿時，通過輸出低平信號來檢測上升沿。多個檢測單元的每一個可以包括反相器，其被配置為將脈沖信號反相；和第二沿檢測器，其被配置為接收反相的脈沖信號作為時鐘信號，并且當在脈沖信號中產(chǎn)生上升沿時，通過輸出低平信號來檢測下降沿。第一沿檢測器和第二沿檢測器的每一個都可以被配置為當在脈沖信號中產(chǎn)生上升沿時輸出低平信號和當在脈沖信號中產(chǎn)生下降沿時輸出高平信號的觸發(fā)器。當多個輸出信號中的至少一個是低平信號時，檢測單元可以通過輸出高平信號來檢測分別與多個通道對應(yīng)的邊沿。當中斷發(fā)生時，控制單元可以通過利用從負載發(fā)送的脈沖信號檢測在哪個通道產(chǎn)生邊沿和產(chǎn)生的哪一種邊沿來執(zhí)行增加或減小系數(shù)值的計數(shù)過程。當在多個通道中的任一個中產(chǎn)生上升沿或下降沿時，控制單元可以通過檢測另一個通道的脈沖信號是高平還是低平來增加或減小系數(shù)值。檢測單元可以被配置為接收多個輸出信號并且當多個輸出信號的至少一個為低平信號時輸出高平信號的NAND門。


從以下結(jié)合附圖對實施例的描述中，本發(fā)明的這些和/或其它方案和優(yōu)點將變得更加清楚并且更容易理解，所述附圖中圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的PLC系統(tǒng)的配置的方框圖；圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括邊沿檢測電路的輸入模塊的配置的電路圖；圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的輸入模塊操作狀態(tài)的視圖；和圖4是闡述了根據(jù)本發(fā)明的實施例的對A相和B相的系數(shù)值進行計數(shù)的過程的操作流程圖。
具體實施例方式以下將參考附圖更加充分地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的實施例。然而， 本發(fā)明可以具體表現(xiàn)為多種不同的形式，而不應(yīng)當被解釋為受文中所闡述的實施例的限制。反而，提供這些實施例使得本公開更加詳盡并且能完全地將本發(fā)明的范圍傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的PLC系統(tǒng)的配置的方框圖。參考圖1，PLC系統(tǒng)1包括電源模塊10，其給整個PLC系統(tǒng)提供電力；CPU模塊20， 其執(zhí)行整個PLC系統(tǒng)的一般控制操作，并通過通信發(fā)送數(shù)據(jù)到高位系統(tǒng)/從高位系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)；輸入模塊30，其具有計數(shù)器模塊的內(nèi)置功能接收自傳感器22或開關(guān)23輸入的數(shù)據(jù)以便將該數(shù)據(jù)傳送到CPU模塊，以及接收自編碼器M輸入的脈沖信號以便對系數(shù)值計數(shù)； 以及輸出模塊40，其接收從CPU模塊20傳送的控制命令以便輸出操作信號到作為控制對象的負載。圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括邊沿檢測電路的輸入模塊的配置的電路圖。圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的輸入模塊的操作狀態(tài)的視圖。如圖2和圖3所示，PLC的輸入模塊30包括調(diào)節(jié)單元31 (31a和31b)、絕緣單元 32 (32a 和 32b)、穩(wěn)定單元 33 (33a 和 33b)、檢測單元 34 (34a (34a_l、34a_2 和 34a_3)和 34b(34b_l、34b_2和;MbJ3))、判定單元35和控制單元36。在描述PLC的輸入模塊30之前，在該實施例中，通道被劃分為二，即A相和B相。 然而，通道的數(shù)目不局限于此，而是可以變化。下文中，將詳細描述根據(jù)該實施例的PLC的輸入模塊的部件。具有多個通道的負載，即編碼器M以脈沖形式輸出電動機的位移、速度等類似數(shù)據(jù)到每一個通道。調(diào)節(jié)單元31 (31a和31b)被配置為電阻器或類似器件以便調(diào)節(jié)輸入電壓到用于操作絕緣單元32 (3 和32b)的合適電壓電平。絕緣單元32 (32a和32b)將從編碼器M輸出的脈沖型信號(AC電壓)傳送到穩(wěn)定單元33 (33a和33b)，并執(zhí)行內(nèi)部電路和外部電路的絕緣。穩(wěn)定單元33 (33a和33b)穩(wěn)定脈沖型信號，即從絕緣單元32 (32a和32b)傳送的脈沖信號，并將穩(wěn)定后的脈沖信號傳送到判定單元；34 (34a和34b)。檢測單元34(3 和34b)是這樣的一個單元其檢測脈沖信號的上升沿和下降沿并傳送作為檢測結(jié)果的輸出信號到判定單元35。為通道的每一個提供一個檢測器。例如， 在編碼器M具有兩個通道的情況下，為每個通道提供一個調(diào)節(jié)單元31、一個絕緣單元32、 一個穩(wěn)定單元33和一個檢測單元34。檢測單元3 和34b分別具有第一邊沿檢測器;34a_l和!34b_l、反相器;34a_2和 34b_2和第二邊沿檢測器34a_3和34b_3。第一邊沿檢測器34a_l或34b_l是這樣的單元其檢測上升沿，并且通過接收自穩(wěn)定單元33a或3 傳送的作為時鐘信號的脈沖信號以及接收作為輸入信號的電源電壓Vcc 來輸出第一輸出信號。通過參考圖3這將變得更加明確。在第一邊沿檢測器34a_l或34b_l中，電源電壓 Vcc被施加到輸入終端D上，并且 脈沖信號被施加到時鐘終端CLK上。假如在脈沖信號中產(chǎn)生上升沿(圖3中的Ul部分)，則第一邊沿檢測器34a_l或34b_l輸出低平信號( 輸出信號)并檢測上升沿產(chǎn)生的部分。在該例子中，上升沿是當脈沖信號從低電平(0)變化到高電平⑴的時刻，并且可參考圖3中的Ul部分。下降沿是脈沖信號從高電平(1)變化到低電平(0)的時刻，并且可以參考圖3的U2部分。第一邊沿檢測器;34a_l或34b_l被配置為D觸發(fā)器。反相器34a_2或34b_2被配置為異或O(OR)門以便將從穩(wěn)定單元33a或3 傳送的 脈沖信號反相。反相器34a_2或34b_2使脈沖信號反相以便檢測上升沿產(chǎn)生的部分。即，假如如圖3所示在 脈沖信號中檢測到上升沿，那么因為可以通過將(§)脈沖信號反相獲得 脈沖信號，所以可以檢測到@脈沖信號的下降沿。第二邊沿檢測器34a_3或34b_3接收作為時鐘信號的反相的脈沖信號。假如在脈沖信號中產(chǎn)生上升沿，那么第二檢測器:34a_3或34b_3輸出低平信號并檢測下降沿。更特別地，在第二邊沿檢測器34a_3或34b_3中，電源電壓Vcc被施加到輸入終端，并且 脈沖信號被施加到時鐘終端CLK上。假如在 脈沖信號中產(chǎn)生上升沿(U3部分)，那么第二邊沿檢測器34a_3或34b_3輸出 低平信號。因為 脈沖信號是通過將 脈沖信號反相獲得的，所以 脈沖信號的上升沿部分(U3部分)變成(D脈沖信號的下降沿部分(U2部分)，并且因此可以檢測(D脈沖信號的下降沿。判定單元35被配置為NAND門。判定單元35接收自檢測單元發(fā)送的多個輸出信號并且檢測多個信道的邊沿，從而將作為檢測結(jié)果的檢測信號發(fā)送到控制單元36。更特別地，在圖2中，判定單元35接收從A相的第一邊沿檢測器34a_l和第二邊沿檢測器34a_3分別輸出的兩個信號，以及從B相的第一邊沿檢測器34b_l和第二邊沿檢測器34b_3分別輸出的兩個信號，并判斷是否從邊沿檢測器的至少一個中接收到低平信號。假如接收到低平信號，那么判定單元35輸出高平信號，從而檢測A相或B相的邊沿?？刂茊卧?6是微型計算機，其主要控制輸入模塊30，以及利用從判定單元35發(fā)送的檢測信號識別是否存在發(fā)生中斷。假如中斷發(fā)生，那么控制單元36通過使用從編碼器 24輸出的脈沖信號來執(zhí)行計數(shù)。更特別地，假如高平信號從判定單元35輸出(即，假如在多個通道中的任何一個中產(chǎn)生了邊沿)，那么控制單元36判定中斷發(fā)生。假如控制單元36判定中斷發(fā)生，那么控制單元36接收從編碼器M輸出的脈沖信號以便檢測邊沿在哪一個通道產(chǎn)生以及產(chǎn)生的是哪種邊沿，從而增加或者減少系數(shù)值。S卩，在圖3中，①脈沖信號為從判定單元35輸出的檢測信號。根據(jù)在①脈沖信號中首先產(chǎn)生高平信號的脈沖(P部分)，可以看出，上升沿(U1部分)在(D脈沖信號中產(chǎn)生。 假如在③脈沖信號中產(chǎn)生上升沿并且 脈沖信號為低平，則控制單元36將系數(shù)值增加1。相反，假如在③脈沖信號中產(chǎn)生上升沿并且 脈沖信號為高平，則控制單元36將系數(shù)值減小1。假如在@脈沖信號中產(chǎn)生下降沿并且 脈沖信號為低平，則控制單元36將系數(shù)值減小1。假如在(D脈沖信號中產(chǎn)生下降沿并且 脈沖信號為高平，則控制單元36將系數(shù)值增加1。以下將詳細描述根據(jù)本發(fā)明的實施例在中斷發(fā)生之后對系數(shù)值進行計數(shù)的過程。圖4是闡述了根據(jù)本發(fā)明的實施例的對A相和B相的系數(shù)值進行計數(shù)的過程操作流程圖。參考圖4，控制單元36判斷是否發(fā)生中斷(S400)。假如在操作S400中發(fā)生中斷，那么控制單元36分析施加到控制單元36的終端 INO至IN3上的脈沖信號并檢測邊沿在哪個通道(A相或B相)中產(chǎn)生以及產(chǎn)生哪一種邊沿 (上升沿或下降沿)(S401)。接下來，假如判定上升沿在A相發(fā)生(在操作S402中的“是”)，那么控制單元36 檢測B相的脈沖信號是否處于低平狀態(tài)或高平狀態(tài)(即，脈沖信號是低平信號或高平信號) (S403)。假如B相的脈沖信號是低平(在操作S403中的“是”)，那么控制單元36將系數(shù)值增加1 (S404)。假如B相的脈沖信號是高平(在操作S403的“否”)，那么控制單元36將系數(shù)值減少1 (S404)。同時，假如判定在操作S402中在A相中沒有產(chǎn)生上升沿而是在A相中產(chǎn)生了下降沿(S406)，那么控制單元36檢測B相的脈沖信號是否更低平或高平(S407)。假如B相的脈沖信號是低平(在操作S407中的“是”)，那么控制單元36將系數(shù)值減小1 (S408)。假如B相的脈沖信號是高平(在操作S407中的“否”)，那么控制單元36 將系數(shù)值增加1 (S409)。同時，假如判定在B相中產(chǎn)生上升沿(在操作S410中的“是”)，那么控制單元36 檢測A相的脈沖信號是否在低平狀態(tài)或高平狀態(tài)(即，脈沖信號是低平信號或高平信號)(S411)。假如A相的脈沖信號是低平(在操作S411中的“是”)，那么控制單元36將系數(shù)值減小1 (S412)。假如A相的脈沖信號是高平(在操作S411中的“否”)，那么控制單元36 將系數(shù)值增加1(S413)。同時，假如判定在B相中沒有產(chǎn)生上升沿而是在B相中產(chǎn)生下降沿(S414)，那么控制單元36檢測A相的脈沖信號是低平或高平(S415)。假如A相的脈沖信號為低平(在操作S415中的“是”)，那么控制單元36將系數(shù)值增加1 (S416)。假如A相的脈沖信號是高平(在操作S415中的“否”)，那么控制單元36 將系數(shù)值減小1(S417)?？刂茊卧?6將低平信號輸出到判定單元35的CLR終端以便清除判定單元35的輸出信號，從而終止中斷。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的實施例的PLC的輸入模塊中，通過增加檢測PLC的輸入模塊的脈沖的邊沿的電路，可以很容易地檢測到上升沿和下降沿，因此即使通道的數(shù)量在增加，也可以執(zhí)行計數(shù)。同樣地，可以有效地改變通道的數(shù)量而不會由于通道數(shù)量的增加引起的微處理器的資源的增加。同樣地，通過應(yīng)用數(shù)字輸入電路，可以更容易地執(zhí)行多通道和高速計數(shù)器的功能， 而與傳統(tǒng)的計數(shù)器模塊相比較不需要內(nèi)置微處理器。盡管已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明的幾個實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當了解的是可以對這個實施例進行不脫離本發(fā)明原理和精神的變化，其范圍是由權(quán)利要求及其等同替代所限定的。
權(quán)利要求
1.一種可編程邏輯控制器的輸入模塊，其接收從包含于所述可編程邏輯控制器中的傳感器或開關(guān)輸入的信號，所述輸入模塊包括多個檢測單元，其被配置為接收對應(yīng)于每個通道的應(yīng)用在具有多個通道的負載上的脈沖信號，檢測脈沖信號的上升沿或下降沿，并發(fā)送作為檢測結(jié)果的輸出信號；判定單元，其被配置為接收從多個檢測單元分別發(fā)送出的多個輸出信號，檢測多個通道的邊沿，并發(fā)送作為檢測結(jié)果的檢測信號；和控制單元，其被配置為利用從判定單元發(fā)送的檢測信號識別中斷發(fā)生的存在并當中斷發(fā)生時利用應(yīng)用的脈沖信號執(zhí)行計數(shù)過程。
2.如權(quán)利要求1所述的輸入模塊，其中多個檢測單元的每一個包括第一邊沿檢測器， 該第一邊沿檢測器被配置為接收應(yīng)用的脈沖信號作為時鐘信號，并且當在脈沖信號中產(chǎn)生上升沿時，通過輸出低平信號來檢測上升沿。
3.如權(quán)利要求2所述的輸入模塊，所述多個檢測單元的每一個包括反相器，其被配置為將脈沖信號反相；和第二沿檢測器，其被配置為接收反相的脈沖信號作為時鐘信號，并且當在脈沖信號中產(chǎn)生上升沿時，通過輸出低平信號來檢測下降沿。
4.如權(quán)利要求3所述的輸入模塊，其中第一沿檢測器和第二沿檢測器的每一個都被配置為當在脈沖信號中產(chǎn)生上升沿時輸出低平信號和當在脈沖信號中產(chǎn)生下降沿時輸出高平信號的觸發(fā)器。
5.如權(quán)利要求1到4中任意一項所述的輸入模塊，其中當多個輸出信號中的至少一個是低平信號時，所述檢測單元通過輸出高平信號來檢測分別與多個通道對應(yīng)的邊沿。
6.如權(quán)利要求1到5中任意一項所述的輸入模塊，其中，當中斷發(fā)生時，控制單元通過利用從負載發(fā)送的脈沖信號檢測在哪個通道產(chǎn)生邊沿和產(chǎn)生的哪一種邊沿來執(zhí)行增加或減小系數(shù)值的計數(shù)過程。
7.如權(quán)利要求6所述的輸入模塊，其中，當在多個通道中的任一個中產(chǎn)生上升沿或下降沿時，控制單元通過檢測另一個通道的脈沖信號是高平還是低平來增加或減小系數(shù)值。
8.如權(quán)利要求1到7中任意一項所述的輸入模塊，其中所述檢測單元被配置為接收多個輸出信號并且當多個輸出信號的至少一個為低平信號時輸出高平信號的NAND門。
9.如權(quán)利要求1到8中任意一項所述的輸入模塊，其中判定單元判定在從多個判定單元輸出的多個信號中是否接收到至少一個低平信號。
10.一種可編程邏輯控制器的輸入方法，其接收從包含于所述可編程邏輯控制器中的傳感器或開關(guān)輸入的信號，所述方法包括接收對應(yīng)于每個通道的應(yīng)用在具有多個通道的負載上的脈沖信號，檢測所述脈沖信號的上升沿和下降沿，并發(fā)射作為檢測結(jié)果的輸出信號；接收在所述輸出信號的發(fā)送中發(fā)送的多個輸出信號，檢測多個通道的邊沿，并發(fā)射作為檢測結(jié)果的檢測信號；和利用在檢測信號的發(fā)送中發(fā)送的檢測信號識別中斷發(fā)生的存在并當中斷發(fā)生時利用應(yīng)用的脈沖信號執(zhí)行計數(shù)過程。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中輸出信號的發(fā)送包括接收所述應(yīng)用的脈沖信號作為時鐘信號，以及當在所述脈沖信號中產(chǎn)生上升沿時通過輸出的低平信號來檢測上升沿。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述輸出信號的發(fā)送包括 將所述脈沖信號反相；和接收所述反相的脈沖信號作為時鐘信號，以及當在所述脈沖信號中產(chǎn)生上升沿時通過輸出低平信號來檢測下降沿。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述上升沿的檢測和下降沿的檢測當在所述脈沖信號中產(chǎn)生上升沿時輸出低平信號，以及當在所述脈沖信號中產(chǎn)生下降沿時輸出高平信號。
14.如權(quán)利要求10到13中任意一項所述的方法，其中當多個輸出信號中的至少一個是低平信號時，通過輸出高平信號，所述檢測信號的發(fā)送檢測分別與多個通道對應(yīng)的邊沿。
15.如權(quán)利要求10到14的任意一項所述的方法，其中，當中斷發(fā)生時，計數(shù)過程的執(zhí)行利用從負載發(fā)送的脈沖信號通過檢測在哪個通道產(chǎn)生邊沿和產(chǎn)生哪一種邊沿來執(zhí)行增加或減小系數(shù)值的計數(shù)過程。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能夠?qū)Χ鄠€通道的系數(shù)值計數(shù)的可編程控制器(PLC)的輸入模塊。PLC的輸入模塊包括多個檢測單元、判定單元和控制單元。所述多個檢測單元接收對應(yīng)于每個通道的應(yīng)用在具有多個通道的負載的脈沖信號，檢測所述脈沖信號的上升沿和下降沿，并發(fā)送作為檢測結(jié)果的輸入信號。所述判定單元接收分別從多個檢測單元發(fā)送出的多個輸出信號，檢測多個通道的邊沿，并發(fā)送作為檢測結(jié)果的檢測信號。所述控制單元利用從所述判定單元發(fā)送的檢測信號識別中斷發(fā)生的存在并當中斷發(fā)生時利用應(yīng)用的脈沖信號執(zhí)行計數(shù)過程。
文檔編號G05B19/05GK102213953SQ20111009236
公開日2011年10月12日 申請日期2011年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者李相佰 申請人:Ls產(chǎn)電株式會社