實(shí)現(xiàn)數(shù)字量的讀取功會(huì)K。
[0034]根據(jù)需要，如果信號(hào)需要隔離，也可以在主控制器30與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器20之間、以及在主控制器30與電流源或輸入阻抗網(wǎng)絡(luò)10之間分別增加第一隔離器50、第二隔離器60。但是圖2中的隔離器不是必須的，根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品需求，可以添加或者刪除。
[0035]圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的用于可編程控制器模擬輸入模塊嵌入數(shù)字輸入的裝置。
[0036]與圖2所示的根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的用于可編程控制器模擬輸入模塊嵌入數(shù)字輸入的裝置相比，圖3中的根據(jù)本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的用于可編程控制器模擬輸入模塊嵌入數(shù)字輸入的裝置需要針對(duì)數(shù)字輸入使用并行數(shù)據(jù)輸入轉(zhuǎn)換到串行數(shù)據(jù)輸出的芯片，從而來(lái)簡(jiǎn)化電路以及降低電路的成本。
[0037]在模擬量輸入Al的情況下，工作原理與圖2所不相同。在數(shù)字量的輸入DI的情況下，需要將電流源或輸入阻抗網(wǎng)絡(luò)10的輸出的數(shù)字量信號(hào)通過(guò)例如由芯片HC165實(shí)現(xiàn)的專(zhuān)用的并行數(shù)據(jù)輸入轉(zhuǎn)換到串行數(shù)據(jù)輸出的并行/串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器70，將數(shù)字量輸入的信息由并行信號(hào)轉(zhuǎn)換為串行信號(hào)，該串行信號(hào)可以?huà)燧d在模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器20與主控制器30通訊的SPI總線(xiàn)上，從而實(shí)現(xiàn)主控制器30通過(guò)同一個(gè)接口讀取模擬量輸入Al和數(shù)字量輸入D1但是需要在數(shù)字量的串行輸出信號(hào)和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器20輸出到主控制器的信號(hào)線(xiàn)間增加濾波器80，連接在一起。濾波器80包括串聯(lián)連接的第一電阻器Rl和第二電阻器R2、連接在第一電阻器R1、第二電阻器R2的連接節(jié)點(diǎn)和地之間的電容器Cl。該濾波器80的作用為工作在模擬量輸入模式時(shí)，濾除通過(guò)數(shù)字量輸入帶入的噪聲，以保證模擬量輸入數(shù)據(jù)的正確性。
[0038]當(dāng)24V外部電源接通時(shí)，主控制器30可以與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器20或嵌入在控制器中的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器通信，并工作在模擬輸入狀態(tài)，此時(shí)工作原理和圖2中所示相同。而客戶(hù)通過(guò)24V外部電源切斷來(lái)配置成數(shù)字量輸入時(shí)，由于模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器20沒(méi)有電源提供用以工作的電壓，此時(shí)主控制器30與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器10或嵌入在控制器中的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的通信將失效，但是主控制器30此時(shí)仍舊可以通過(guò)SPI總線(xiàn)，從并行/串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器70上讀取數(shù)字量輸入的狀態(tài)。該方案與圖2中的方案相比，在與主控制器30不隔離的情況下，可以減少使用主控制器30的GP1資源，在與主控制器30隔離的情況下，不但可以節(jié)約主控制器的GP1資源，同時(shí)可以減少使用隔離器件，從而對(duì)成本進(jìn)行優(yōu)化。
[0039]圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型的第三實(shí)施例的用于可編程控制器模擬輸入模塊嵌入數(shù)字輸入的裝置。
[0040]當(dāng)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器20的工作電源由PLC內(nèi)部提供(不需要客戶(hù)外部輸入24V)的情況下，此時(shí)需要由主控制器30來(lái)提供用于電流源或輸入阻抗網(wǎng)絡(luò)10的控制信號(hào)C0N。客戶(hù)首先通過(guò)PLC上位機(jī)軟件對(duì)PLC進(jìn)行配置，配置成需要使用的功能，例如是數(shù)字量輸入還是模擬量輸入。
[0041]在配置成模擬量輸入的時(shí)候，主控制器30會(huì)將電流源或輸入阻抗網(wǎng)絡(luò)10的控制信號(hào)CON設(shè)置為關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)電流源或輸入阻抗網(wǎng)絡(luò)10將不會(huì)工作，從而保證模擬量輸入的輸入阻抗以及輸入電流的需求不會(huì)被數(shù)字量的需求影響，從而實(shí)現(xiàn)模擬量輸入的功會(huì)K。
[0042]在配置成數(shù)字量輸入的時(shí)候，主控制器30會(huì)將電流源或輸入阻抗網(wǎng)絡(luò)10的控制信號(hào)CON設(shè)置為打開(kāi)狀態(tài)，當(dāng)電流源或輸入阻抗網(wǎng)絡(luò)10將開(kāi)始工作，此時(shí)輸入端口將會(huì)具有IEC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)輸入信號(hào)的定義中的特性，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字量輸入的功能。
[0043]當(dāng)工作在模擬量輸入時(shí)，其工作原理與圖2相同。當(dāng)工作在數(shù)字量輸入時(shí)，既可以使用圖2中所示的針對(duì)數(shù)字量輸入的電路方案，也可以使用圖3中使用的針對(duì)數(shù)字量輸入的電路方案。
[0044]圖4中的隔離器不是必須的，根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品需求，可以添加或者刪除。
[0045]另外，如圖4所示，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器20的供電是由PLC內(nèi)部提供，所以即使在配置成數(shù)字量輸入功能時(shí)，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器20仍然可以工作。所以由此可引申出新的下面的數(shù)字量輸入方案。
[0046]當(dāng)配置成數(shù)字量輸入時(shí)，通過(guò)主控制器30輸出的控制信號(hào)CON將電流源或輸入阻抗網(wǎng)絡(luò)10開(kāi)啟，從而使得輸入端口滿(mǎn)足IEC的要求，此時(shí)數(shù)字量的電壓同時(shí)也會(huì)輸入到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器20，由于電流源或輸入阻抗網(wǎng)絡(luò)10的介入，使得模擬量的輸入特性和配置與模擬量輸入時(shí)不一樣。但是由于數(shù)字量的特點(diǎn)，輸入電壓要不就是24V，要不就是0V，所以即使對(duì)于模擬輸入轉(zhuǎn)換器20的輸入特性發(fā)生變化，該模擬輸入轉(zhuǎn)換器20對(duì)于數(shù)字量的邏輯高時(shí)輸入的電壓仍然能夠采集到并且轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字量信息，而對(duì)于數(shù)字量的邏輯低輸入的電壓，其電壓值一直是0V，所以轉(zhuǎn)換出來(lái)的數(shù)字量信息也基本等于O。由于模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器20的分辨率以及精度無(wú)法達(dá)到理想狀態(tài)下的轉(zhuǎn)換值，實(shí)際轉(zhuǎn)化出的數(shù)字量值可能會(huì)大于或者小于0，但是該量的絕對(duì)值一定遠(yuǎn)小于數(shù)字邏輯高時(shí)電壓轉(zhuǎn)換出的數(shù)字量值。所以利用該特性，主控制器30可以使用讀取模擬量的方式來(lái)讀取數(shù)字量輸入。不過(guò)模擬量的變化速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)的低于數(shù)字量，所以為了適應(yīng)高速變化的數(shù)字量，可以進(jìn)一步通過(guò)主控制器30中的軟件來(lái)取消模擬量輸入中使用的軟件濾波，或者通過(guò)將模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器20的精度降低用以提高模擬數(shù)字的轉(zhuǎn)換速度，從而實(shí)現(xiàn)較高頻率的數(shù)字量輸入的轉(zhuǎn)換。但是由于模擬數(shù)字量轉(zhuǎn)化器20的轉(zhuǎn)換速度有限，所以對(duì)于速度很高的數(shù)字量輸入，還是需要通過(guò)圖2或者圖3的針對(duì)數(shù)字量輸入的電路方式來(lái)實(shí)現(xiàn)主控制器30對(duì)于數(shù)字量輸入的讀取。
[0047]雖然已經(jīng)圖示和描述了所考慮的本實(shí)用新型的示例實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，隨著技術(shù)的進(jìn)步，可以作出各種變更和修改并可以用等價(jià)物替換其元素而不背離本實(shí)用新型的真實(shí)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于可編程控制器模擬輸入模塊嵌入數(shù)字輸入的裝置，其特征在于包括: 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(20)，接收經(jīng)由一條信號(hào)線(xiàn)傳送的輸入信號(hào)，并將所述輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送到主控制器(30)進(jìn)行處理； 信號(hào)匹配裝置(10)，接收經(jīng)由所述一條信號(hào)線(xiàn)傳送的所述輸入信號(hào)，在控制信號(hào)(CON)的控制下開(kāi)啟或關(guān)閉，當(dāng)開(kāi)啟時(shí)，并將所述輸入信號(hào)進(jìn)行匹配處理后傳送到主控制器(30)進(jìn)行處理； 主控制器(30)，接收來(lái)自模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(20)或信號(hào)匹配裝置(10)的輸出信號(hào)以進(jìn)行處理， 其中，所述輸入信號(hào)為模擬輸入信號(hào)和數(shù)字輸入信號(hào)之一。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(20)由外部電源提供工作電壓，所述裝置還包括: 控制信號(hào)產(chǎn)生器(40)，當(dāng)外部電源有效時(shí)，控制信號(hào)產(chǎn)生器(40)產(chǎn)生控制信號(hào)(CON)。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 連接在模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(20)和主控制器(30)之間的第一隔離器(50);以及連接在信號(hào)匹配裝置(10)和主控制器(30)之間的第二隔離器(60)。
4.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 并行/串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器(70)，接收來(lái)自信號(hào)匹配裝置(10)的輸出信號(hào)，并進(jìn)行并行/串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)后的數(shù)據(jù)經(jīng)由模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(20)和主控制器(30)之間的總線(xiàn)傳送到主控制器(30)。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 濾波器(80)，連接在并行/串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器(70)和所述總線(xiàn)之間，包括串聯(lián)連接的第一電阻器(Rl)和第二電阻器(R2)、連接在第一電阻器(Rl)、第二電阻器(R2)的連接節(jié)點(diǎn)和地之間的電容器(Cl)。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(20)由可編程控制器的內(nèi)部電源提供工作電壓，所述控制信號(hào)(CON)由主控制器(30)產(chǎn)生。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述裝置還包括: 連接在信號(hào)匹配裝置(10)和主控制器之間的隔離器(60)。
8.如權(quán)利要求1-7之一所述的裝置，其特征在于所述信號(hào)匹配裝置(10)為電流源或輸入阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)之一。
【專(zhuān)利摘要】一種用于可編程控制器模擬輸入模塊嵌入數(shù)字輸入的裝置，包括：模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(20)，接收經(jīng)由一條信號(hào)線(xiàn)傳送的輸入信號(hào)，并將所述輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送到主控制器(30)進(jìn)行處理；信號(hào)匹配裝置(10)，接收經(jīng)由所述一條信號(hào)線(xiàn)傳送的所述輸入信號(hào)，在控制信號(hào)(CON)的控制下開(kāi)啟或關(guān)閉，當(dāng)開(kāi)啟時(shí)，并將所述輸入信號(hào)進(jìn)行匹配處理后傳送到主控制器(30)進(jìn)行處理；主控制器(30)，接收來(lái)自模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(20)或信號(hào)匹配裝置(10)的輸出信號(hào)以進(jìn)行處理。其中，所述輸入信號(hào)為模擬輸入信號(hào)和數(shù)字輸入信號(hào)之一。
【IPC分類(lèi)】G05B19-05
【公開(kāi)號(hào)】CN204287879
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420732423
【發(fā)明人】謝鑒, 鄒琦
【申請(qǐng)人】施耐德電器工業(yè)公司
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年11月28日