[实用新型]PLC交流数字量输入模块

说明书

技术领域

本实用新型属于工业自动化领域，具体涉及一种PLC交流数字量输入模块。

背景技术

目前，在工业自动化现场运用中，可编程逻辑控制器PLC因其强大的功能、简单的图形化编程语言、丰富的通讯接口、广阔的应用领域，越来越受到工业现场自动化工程师的青睐。

工业自动化现场的PLC系统主要是以电源模块单元、CPU模块单元、I/O模块单元以及通讯模块单元构成；在工业自动化现场应用中，数字量输入模块一般以直流数字量信号采集模块为主，而用于工业自动化现场交流数字量信号的采集模块较少；在工业现场交流数字量输入信号采集过程中因为现场信号的复杂性，比如现场布线的不规范导致信号之间的相互干扰、交流数字量输入信号电压的不稳定、交流数字量输入信号不隔离等都会影响交流数字量信号采集模块的采集值。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电平信号输出稳定的PLC交流数字量输入模块。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型PLC交流数字量输入模块，包括供电单元、交流数字量信号输入处理单元、MCU单元；

所述供电单元为整个模块硬件单元以及MCU单元提供工作电源；

所述交流数字量信号输入处理单元采集工业现场交流数字量信号，并将采集的信号进行处理、隔离；

所述MCU用于接收经过所述数字量信号输入处理单元处理、隔离的信号，并将该信号通过总线上传给上位机进行人机交互。

本实用新型PLC交流数字量输入模块与现有技术不同之处在于：本实用新型增加了交流数字量信号输入处理单元，该处理单元能将现场采集的信号进行处理和隔离，从而将稳定的电平信号传给MCU，避免了现场采集信号后直接传给MCU导致的电平信号不稳定，有利于人机交互。

本实用新型PLC交流数字量输入模块，所述交流数字量信号输入处理单元包括限流电路、阻容降压电路、整流电路、稳压电路、光耦电路和滤波电路。

本实用新型PLC交流数字量输入模块，交流数字量输入信号L端与第一电阻(相连，第一电阻的另一端与第一电容和第二电阻相连，第一电容(和第二电阻并联，第一电容的另一端以及第二电阻的另一端与整理桥的第一管脚相连，整流桥的第二管脚分别与第一稳压管的一端以及第二稳压管的一端相连，整流桥的第三管脚与输入信号N端相连，整流桥的第四管脚与第一稳压管的另一端相连，第二稳压管的另一端与二极管的一端相连，二极管的另一端与第三电阻相连，同时二极管的另一端分别与第三电容的一端以及第四电容的一端相连，第三电容的另一端以及第四电容的另一端均与第一稳压管的另一端相连，第三电阻的另一端分别与第四电阻以及光耦的第一管脚相连，光耦的第二管脚与第四电阻的另一端相连，光耦的第三管脚与信号地相连，光耦的第四管脚分别与第五电阻以及第六电阻相连，第五电阻的另一端分别与5V供电电源以及第二电容相连，第二电容的另一端分别与第六电阻以及施密特触发器的第一管脚相连，施密特触发器的第二管脚与MCU相连。

现场交流数字量信号通过第一电阻R1限流，然后经过第一电容C1和第二电阻R2组成的阻容降压回路降压得到低压交流信号，再将通过D1整流桥整流后的信号经过UC1光耦进行隔离输出，最后将光耦隔离的输出信号经过第六电阻RC2和第二电容CC1组成的RC滤波电路和74HC14整形后输出到MCU的IO管脚。一方面经过限流、阻容降压、整流、光耦和隔离后的电平信号更加稳定，不会因为采集的交流电压的不稳定而导致电平信号的跳变；另一方面通过阻容降压，第四电阻RB2以及光耦UC1参数的选取有效的降低了输入通道电流，大大降低了模块通道电路部分的功耗，提高了模块的散热性能。

本实用新型PLC交流数字量输入模块，所述交流数字量信号输入处理单元输出的信号为逻辑“0”和“1”。

一方面，数据表示采用二进制规定，更加符合MCU的内部各部分之间的通信标准；另一方面，通过调整第四电阻RB2的阻值以及第二稳压管DU2的稳压值可以调节模块交流信号输入通道逻辑“0”到“1”的阈值电压，满足了不同工业现场对于交流输入信号阈值电压要求不同的应用。

本实用新型PLC交流数字量输入模块，所述交流数字量输入信号范围是0-AC265V。

通常，国内工业自动化现场采集的是AC220V交流信号，0-AC265V包含了AC220V交流信号，使得本实用新型PLC交流数字量输入模块应用范围更加广阔。