[实用新型]基于PLC控制器的混合信号实验模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于PLC控制器的混合信号实验模块，属于可编程控制器教学技术领域。

背景技术

在高校教学中，PLC应用技术是一门实践性较强的技术专业课程，迫切需要将理论和实践结合起来，因此，PLC实验是PLC教学的重要环节。目前,PLC实验模块通常是专一功能实验模块，例如，温度测控、开关量控制和其他一些过程模拟量控制实验模块，每做一种实验，需要更换一种实验模块，成本高，使用不方便，当需要对模拟量和数字量信号同时做实验时，现有技术中，需要数字量和模拟量单独的实验模块进行组合，设计复杂，价格昂贵。

进一步地，现有技术中，随着PLC控制器的改型和升级，原来的实验装置也随之报废，造成不必要的浪费。

因此，一方面PLC及应用技术不断的发展，现有的PLC实验装置存在的问题越来越突出，另一方面，学校也不可能频繁的更新实验装置，在这背景下，如何充分发挥现有PLC实验装置的作用，开发基于PLC控制器的通用混合信号实验模块是当前急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，本实用新型的基于PLC控制器的混合信号实验模块，可以实现基于PLC的数字PID的闭环控制、多通道信号测控、显示及报警、带倒计时的交通信号灯控制等实验，功能强大，成本低、输入输出接口通用、使用灵活方便，占用PLC控制器资源少，方便教学，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

基于PLC控制器的混合信号实验模块，包括PCB板、PLC控制器和PLC模拟量扩展模块。

PCB板包括DC-DC电路、信号给定及被控对象电路、数字信号输入输出电路、译码锁存及数码显示电路、PCB板输入输出接口、第一端子排和第二端子排；DC-DC电路与信号给定及被控对象电路、数字信号输入输出电路、译码锁存及数码显示电路、PCB板输入输出接口相连接，信号给定及被控对象电路与第二端子排相连接。

所述PLC控制器包括电源电路、PLC控制器输入输出接口、中央处理单元，电源电路均与PLC控制器输入输出接口、中央处理单元相连接，所述中央处理单元与PLC控制器输入输出接口相连接。PLC控制器的结构不是本专利的优化结构，为了便于PCB板、PLC模拟量扩展模块与PLC控制器连接关系的描述，将PLC控制器的相关组件在本专利中做了描述，中央处理单元是PLC控制器的内部组件，本专利改进的内容是PCB板和PLC模拟量扩展模块的结构以及PCB板和PLC模拟量扩展模块组件与PLC控制器之间的连接关系。

PLC模拟量扩展模块包括PLC模拟量扩展模块输入输出接口。

数字信号输入输出电路、译码锁存及数码显示电路和PCB板输入输出接口均通过第一端子排与PLC控制器输入输出接口相连接，DC-DC电路与PLC控制器上的电源电路相连接，DC-DC电路将电压转换后给PCB板上所有组件供电，信号给定及被控对象电路通过第二端子排与PLC模拟量扩展模块输入输出接口相连接，所述PLC模拟量扩展模块输入输出接口通过扩展总线与中央处理单元相连接。实现PLC控制器、PCB板和PLC模拟量扩展模块的信号传输和控制，为基于PLC控制器混合试验提供设备，PLC控制器的的输入输出通过第一端子排扩展，可提供的多样化的实验项目。本专利的PCB板和PLC模拟量扩展模块的组件和组件之间的连接关系，能够适应多样的PLC控制器，PLC控制器的改型和升级，PCB板和PLC模拟量扩展模块能够继续使用。

信号给定及被控对象电路包括信号给定模块、模拟二阶被控对象模块，信号给定模块、模拟二阶被控对象模块通过第二端子排与PLC模拟量扩展模块输入输出接口相连接。

信号给定及被控对象电路还包括模拟PI调节模块，模拟PI调节模块通过调试开关与模拟二阶被控对象模块相连接，模拟PI调节模块用于与PLC的数字PID调节控制的结果比对。模拟二阶被控对象模块包括第一运放模块，模拟PI调节模块包括第二运放模块和外围元件。

译码锁存及数码显示电路包括若干个锁存译码驱动模块和若干个数码管，每个锁存译码驱动模块分别连接一个对应的数码管，锁存译码驱动模块均通过第一端子排连接PLC控制器输入输出接口。

较优地，锁存译码驱动模块和数码管均为4个。