基于Arduino的PLC无线控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及基于Arduino的PLC无线控制系统，包括PLC控制柜、若干个分段接线盒，以及若干个与分段接线盒匹配的终端设备，PLC控制柜内设有PLC，PLC控制柜内还设有控制智能模块，分段接线盒内设有若干个分段智能模块；PLC的控制信号传输端与控制智能模块的控制信号传输端导线连接；分段智能模块的控制信号传输端与终端设备的传输端导线连接；该控制智能模块用于给分段智能模块发送无线信号和用于接收来自分段智能模块的无线信号。本实用新型专利技术减少了PLC和终端元件之间连接的导线数量，降低系统安装、运行维护、系统改造等各个环节的成本、安装灵活方便，能长期稳定可靠工作，具有抗干扰、易维护的特点。

【技术实现步骤摘要】
基于Ardu i no的PLC无线控制系统
本技术涉及一种PLC控制系统，尤其涉及一种PLC无线控制系统。
技术介绍
目前，生产线控制系统多以PLC为中心，辅以低压控制电器(如交流接触器、转换开关、行程开关、控制按钮等)，实现对生产过程的准确控制和有效管理。 传统的PLC与终端元件的连接主要以导线连接的方式。但是，传统的PLC为中心的控制系统存在以下问题: 一、PLC与终端元件接线数量庞大，使检查维护或者增加、减少接线等相应操作非常繁琐、工作量大，难以开展。系统调整或者修改的灵活性差。生产工艺的改进、导入自动化设备等情况下，原来的系统接线常常不能适应新的控制需求。 二、PLC输入输出点数量不足，导入新设备时PLC输入输出点数量不足在PLC控制系统使用的过程中，常常通过扩展原有的端子数量来满足新增设备的输入输出点需求。新设备导入的时候，往往用尽全部的冗余输入输出点仍然不足以让设备运行。而扩充PLC输入输出点又常常受到控制屏空间或者PLC运算能力的限制。维护时PLC输入输出点不足PLC在长期运行过程中，常常会出现输入输出点损坏的情况。维护人员处理故障时在PLC程序中先用冗余点的标号替换损坏点的标号，然后将损坏触点上的接线端子接到对应的冗余点上，快速有效地解决了问题，减少了因为停线而带来的经济损失。当PLC的冗余点被用尽之后，这样能快速解决问题的方法便无法使用，这往往令维护人员伤透脑筋。 三、中继汇流盒接线没有信号指示，PLC的输入输出点经过中继接线盒，再从中继盒出线连接到终端的元件。输入输出信号经过了中继盒两端的导线。而中继接线盒内使用没有信号指示功能的普通端子排。实际操作中，至少需要两个人操作才能确定是器件故障还是连线断路。其中一人在元件上制造输入信号(如遮住光电传感器、拨动行程开关等)，另一人在距离终端元件在十几米甚至数十米外的控制屏旁边观察PLC输入输出指示灯的变化。如果指示灯跟随信号变化，就说明连线是正常的，从而排除断路的可能。 四、品牌多样的PLC互不兼容，生产线上往往同时运行几个品牌的PLC，这些不同品牌的PLC被应用在不同的设备上，它们的软件和硬件互不兼容。互不兼容的PLC提高了对维护人员的技术要求。 五、输入输出点扩充困难，任何型号的PLC都不可能无限扩展输入输出点数量。PLC内置CPU的运算能力，以及有限的控制屏空间都是制约PLC输入输出点数的原因。 此外，在控制屏内安装了扩展模块后，用电缆连接中继盒的过程中，面临拆卸天花，在桥架里增加电缆等一系列繁琐的施工问题。
技术实现思路
本技术要解决的问题是提供一种可减少了 PLC和终端元件之间连接的导线数量，降低系统安装、运行维护、系统改造等各个环节的成本、安装灵活方便，能长期稳定可靠工作，具有抗干扰、易维护的方案。 为解决上述技术问题，本技术采用的方案如下: 基于Arduino的PLC无线控制系统，包括PLC控制柜、若干个分段接线盒，以及若干个与分段接线盒匹配的终端设备，PLC控制柜内设有PLC，PLC控制柜内还设有控制智能模块，分段接线盒内设有若干个分段智能模块；PLC的控制信号输出端与控制智能模块的控制信号输入端导线连接，PLC的采集信号输入端与控制智能模块的采集信号输出端导线连接；分段智能模块的控制信号输出端与终端设备的控制信号输入端导线连接，分段智能模块的采集信号输入端与终端设备的采集信号输出端导线连接；该控制智能模块用于给分段智能模块发送无线信号和用于接收来自分段智能模块的无线信号。 优选的，控制智能模块包括第一信号隔离与转换子模块、Arduino控制器、第一无线通信子模块、第一接线端子模块、扩展接线端子模块、扩展接口和电源模块；Arduino控制器、接线端子模块、扩展接线端子模块、扩展接口均与信号隔离与转换子模块连接；扩展接口还与Arduino控制器连接；Arduino控制器还与无线通信子模块连接，电源模块给Arduino控制器、第一无线通信子模块以及第一信号隔离与转换子模块供电。 优选的，分段智能模块包括第二信号隔离与转换子模块、第二无线通信子模块；PLC的控制信号输出端与控制智能模块的控制信号输入端导线连接，控制信号在控制智能模块的控制信号输入端、第一信号隔离与转换子模块、第一无线通信子模块依次传递；第二无线通信子模块接收来自第一无线通信子模块发送的无线信号后，控制信号又在第二无线通信子模块、第二信号隔离与转换子模块、分段智能模块的控制信号输出端依次传递；分段智能模块的控制信号输出端与终端设备的控制信号输入端导线连接。 优选的，分段智能模块包括第二信号隔离与转换子模块、第二无线通信子模块；分段智能模块的采集信号输入端与终端设备的采集信号输出端导线连接，采集信号在分段智能模块的采集信号输入端、第二信号隔离与转换子模块、第二无线通信子模块中依次传递；第一无线通信子模块接收来自第二无线通信子模块发送的无线信号后，采集信号又在第一无线通信子模块、第一信号隔离与转换子模块、控制智能模块的采集信号输出端依次传递；PLC的采集信号输入端与控制智能模块的采集信号输出端导线连接。 本技术实现了一种可减少了 PLC和终端元件之间连接的导线数量，降低系统安装、运行维护、系统改造等各个环节的成本、安装灵活方便，能长期稳定可靠工作，具有抗干扰、易维护的方案。 【附图说明】 图1为本技术的无线系统架构图； 图2为本技术的控制智能模块硬件结构图； 图3为本技术的分段智能模块硬件结构图； 图4为本技术的PLC发送控制信号流程图； 图5为本技术的PLC接收采集信号流程图； 图6为本技术的APC200-43与Arduino连接电路图； 图7为本技术的信号隔离与变换模块输入接口电路图； 图8为本技术的信号隔离与变换模块继电器输出电路图； 其中:1、PLC控制柜；2、为分段接线盒；3、PLC ; 4、控制智能模块；5、分段智能模块；6、终端设备；7、Arduino控制板；8、APC220_43无线通信模块。 【具体实施方式】 下面，结合附图以及【具体实施方式】，对本技术做进一步描述: 请参见图1，本技术的基于Arduino的PLC无线控制系统装置，包括PLC控制柜1、若干个分段接线盒2，以及若干个与分段接线盒2匹配的终端设备6，PLC控制柜1内设有PLC 3，该PLC控制柜1内增设有控制智能模块4，分段接线盒2内增设有分段智能模块5 ;PLC 3与控制智能模块4导线连接，分段智能模块5与终端设备6用短导线连接，具体的，PLC 3的控制信号输出端与控制智能模块4的控制信号输入端导线连接，PLC 3的采集信号输入端与控制智能模块4的采集信号输出端导线连接；而分段智能模块5的控制信号输出端与终端设备6的控制信号输入端导线连接，分段智能模块5的采集信号输入端与终端设备6的采集信号输出端导线连接；该控制智能模块4用于给分段智能模块5传递无线信号和用于接收来自分段智能模块5的无线信号，使得控制智能模块4与各分段智能模块5通过无线串行通信进行数据传输。 安装在信号中继盒里面的智能模块的功能相当于一个小型PLC 3。该智能模块具本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于Arduino的PLC无线控制系统，包括PLC控制柜、若干个分段接线盒，以及若干个与分段接线盒匹配的终端设备，所述PLC控制柜内设有PLC，其特征在于：所述PLC控制柜内还设有控制智能模块，分段接线盒内设有若干个分段智能模块；所述PLC的控制信号输出端与控制智能模块的控制信号输入端导线连接，所述PLC的采集信号输入端与控制智能模块的采集信号输出端导线连接；所述分段智能模块的控制信号输出端与终端设备的控制信号输入端导线连接，所述分段智能模块的采集信号输入端与终端设备的采集信号输出端导线连接；该控制智能模块用于给分段智能模块发送无线信号和用于接收来自分段智能模块的无线信号。

【技术特征摘要】
1.基于Arduino的PLC无线控制系统，包括PLC控制柜、若干个分段接线盒，以及若干个与分段接线盒匹配的终端设备，所述PLC控制柜内设有PLC，其特征在于:所述PLC控制柜内还设有控制智能模块，分段接线盒内设有若干个分段智能模块；所述PLC的控制信号输出端与控制智能模块的控制信号输入端导线连接，所述PLC的采集信号输入端与控制智能模块的采集信号输出端导线连接；所述分段智能模块的控制信号输出端与终端设备的控制信号输入端导线连接，所述分段智能模块的采集信号输入端与终端设备的采集信号输出端导线连接；该控制智能模块用于给分段智能模块发送无线信号和用于接收来自分段智能模块的无线信号。2.如权利要求1所述的基于Arduino的PLC无线控制系统，其特征在于:所述控制智能模块包括第一信号隔离与转换子模块、Arduino控制器、第一无线通信子模块、接线端子模块、扩展接线端子模块、扩展接口和电源模块；所述Arduino控制器、接线端子模块、扩展接线端子模块、扩展接口均与信号隔离与转换子模块连接；所述扩展接口还与Arduino控制器连接；所述Arduino控制器还与无线通信子模块连接，电源模块给Arduino控制器、第一无线通信子模块以及第一信号隔离与转换子模块供电。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：邢娅莉，
申请(专利权)人：广东交通职业技术学院，
类型：新型
国别省市：广东;44