[实用新型]可扩充输入点数的可编程控制器

说明书

本实用新型涉及一种工业自动控制装置，特别是一种通过程序控制的可扩充输入点数的可编程控制器。

可编程控制器的输入输出点数对于同一主机来说是有限的，如日本OMRON公司的C40P有24个输入点和16个输出点，点数不够用时固然可以加扩展单元，但硬件价格偏高；数字量并行输入到可编程控制器，占用输入接点较多。

本实用新型的目的在于，解决现有技术占用输入接点较多的问题，而提供一种将数据串行输送给可编程控制器、占用输入接点较少的可扩充输入点数的可编程控制器。

为了达到上述目的，本实用新型采取的解决方案是：它由扩充输入电路和可编程控制器组成，可编程控制器的输入接点与扩充输入电路的输出端相连接。其特点是：所述扩充输入电路由光耦限流电阻、第一光电耦合器、施密特反相器、至少一个n比特并入串出移位寄存器和与之相应的第二光电耦合器连接而成的串行数据输入电路。在可编程控制器的普通离散型数字量直流固态输出接点中，任意一个输出接点A依次经光耦限流电阻R_A、第一光电耦合器和施密特反相器，接至各并入串出移位寄存器的串行移位时钟SRCK端；不同于上述输出接点A的任意一个输出接点B，依次经光耦限流电阻R_B、第一光电耦合器和施密特反相器，接至各并入串出移位寄存器的并行采集时钟LD端；可编程控制器的输出点公共端COM1与第一光电耦合器的输入公共端COM3之间，连接一个可编程控制器直流输出电源；上述各并入串出移位寄存器的串行数据输出端Q，分别经各自的光耦限流电阻R_cm和相应的第二光电耦合器与可编程控制器的各串行数据输入接点C_m相连接；上述各输入接点C_m是互不相同的点，所述各输入接点C_m是可编程控制器的任意一个普通离散型数字量直流输入接点；上述各并入串出移位寄存器的并行输入端口用于数据并行输入；上述各第二光电耦合器的输出公共端COM4与可编程控制器输入点公共端COM2之间，连接一个可编程控制器直流输入电源。

可编程控制器在梯形图软件的作用下，通过输入接点B发出一个脉冲，经第一光电耦合器和施密特反相器处理后送至各并入串出移位寄存器的并行采集时钟LD端，使等待在各并入串出移位寄存器并行输入端的n比特数据被采集进去，(同时可编程控制器在软件作用下也将上次输入的数据寄存在指定区域内)，再由可编程控制器通过输出接点A发出n个串行驱动脉冲，驱动各并入串出移位寄存器的n比特数据串出，分别经相对应的第二光电耦合器传送至可编程控制器的各对应的C_m接点内，进入可编程控制器的程序内对应的串入通道上，从而完成数据采集和传送至可编程控制器的一个过程。在软件作用下，这种过程可以不断循环，也可根据软件的其他命令实现非循环驱动。

由于本实用新型采用了上述结构的电路，可编程控制器的输出、输入接点是普通离散型数字量直流固态输出、输入接点，并且采用串行数据输入方式，因此它具有占用输入接点少的优点。只需占用两个输出接点作为时钟线和一个输入接点作为串行数据输入线，即可将n个比特数据传送给可编程控制器；占用两条时钟线，占用m个输入点作为m条串行数据输入线，即可扩展成m×n个数字量输入点。有效提高了可编程控制器的工作能力，为用户节省了大量的可编程控制器硬件投资，n为4至256的正整数，m为不大于256的正整数。

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型的电路原理图。

图2是图1所示本实用新型的光电耦合器连线图。

在图1所示原理图中，本实用新型由扩充输入电路1和可编程控制器2组成，所述可编程控制器2的输入接点与扩充输入电路1的输出端相连接。其中的扩充输入电路1由光耦限流电阻R_A、R_B、第一光电耦合器6、施密特反相器7、至少一个n比特并入串出移位寄存器8和与之相应的第二光电耦合器5连接而成的串行数据输入电路。在所述可编程控制器2的普通离散型数字量直流固态输出接点中，任意一个输出接点A依次经光耦限流电阻R_A、第一光电耦合器6和施密特反相器7，接至各并入串出移位寄存器8的串行移位时钟SRCK端；不同于上述输出接点A的任意一个输出接点B，依次经光耦限流电阻R_B、第一光电耦合器6和施密特反相器7，接至各并入串出移位寄存器8的并行采集时钟LD端；所述可编程控制器2的输出点公共端COM1与第一光电耦合器6的输入公共端COM3之间，连接有可编程控制器直流输出电源4。所述各并入串出移位寄存器8的串行数据输出端Q，分别经各自的光耦限流电阻R_cm和相应的第二光电耦合器5与可编程控制器2的各串行数据输入接点C_m相连接；上述各输入接点C_m是互不相同的，(可分为C₁、C₂、……C_m)，所述各输入接点C_m是可编程控制器2的任意一个普通离散型数字量直流输入接点；所述各第二光电耦合器5的输出公共端COM4与可编程控制器2的输入点公共端COM2之间，连接有可编程控制器直流输入电源3。图1中的可编程控制器直流输出电源4和可编程控制器直流输入电源3均为DC24V，第一光电耦合器6可采用的型号为TLP521型系，第二光电耦合器5可采用的型号为TLP521型系，施密特反相器7可采用74LS14，8比特并入串出移位寄存器8可采用74LS165。在图2所示连线图中，第一光电耦合器6的两个集电极输出端与+5V电源之间，分别连接有上拉电阻R_a、R_b，两个发射极均接内部地；第二光电耦合器5的每个输入端串接光耦限流电阻R_cm。本实用新型各功能的集成电路，可用标准IC、专用IC、全定制IC、半定制IC、可编程器件PLD、单片机或数字信号处理器将电路的功能实现，使用带有串行数据传送功能的AD转换器芯片，可完成并入串出数据的功能。