PLC数据操作单元制造技术

一种ＰＬＣ数据操作单元，它包括存储单元电路及ＣＰＵ微处理器单元电路，其特征在于，置有分别通过总线Ｉ↑［２］Ｃ总线扩展的带背景光的ＬＣＤ液晶显示电路、可外接电池的时钟电路、可掉电保持的存储器电路；置有用于和企业计算机或ＰＬＣ编程口通信的ＲＳ－２３２接口电路及通过微处理器的Ｉ／Ｏ口扩展的键盘电路。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

PLC data manipulation unit

A PLC data operation unit, which comprises a storage unit circuit and CPU circuit, which is characterized in that the bus respectively through I = 2, extended C bus with background light LCD liquid crystal display circuit, clock circuit, external battery can power down memory circuit to maintain the set; the keyboard circuit used for the extension of the enterprise and the computer or PLC programming port communication interface circuit and the RS 232 microprocessor I / O port.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种PLC数据操作单元，它能实时监测PLC的各软元件单元的当前值，同时能对PLC的软元件单元的数据内容进行设定，是配合PLC的一种新型的并能提供良好人机界面的数据显示操作终端机，属于工业自动化仪表领域。
技术介绍
可编程控制器PLC是目前工控界发展最为迅速的工业自动化控制产品，该类产品在国内外被广泛运用于自动化领域内。在应用中，通常需要修改PLC某些数据满足PLC控制、计算要求，如何能方便地访问PLC的各软元件单元，并能实时地监视各软元件单元的当前值和对某些软元件单元进行设定成为大家关心的一个问题。常规的PLC一般仅有开关量输入、输出状态指示，通常没有模拟量数字显示功能。这给需要显示PLC内部程序中运行的某些数据(如温度、压力、流量、速度、角度、位置、频率、转速、电压、电流、功率、时间、故障代码等)带来不便。解决这类问题的方法过去有如下几种a.采用带锁存的BCD码并行显示器；b.采用PLC专用模拟量输出模块驱动标准数字面板表；c.采用触摸屏的人机界面；d.采用微机系统+组态软件；e.采用并行传输BCD码、串行控制方式。a种方法需占用PLC多个晶体管输出点，一般来讲，显示4位数据需占用16个晶体管输出点，PLC的每个输出点以目前平均价格至少要90元人民币，加上4位并行显示器，最便宜也要40元/每位，故需要16×90+4×40＝1600(元)才能满足显示要求。如果采用位选形式，则只要8个I/O口，也需要880元左右，并且由于它不具备普通显示仪表的外观特点，故安装使用也不方便。如果在类似模拟显示屏上显示大量数据，该种方式显然价格高、安装不便，而且需要重新编程。b方式可以将PLC的内部数据，如现场采集的温度、压力电流信号经PLC内部转换为用电压、电流方式表示的工程量供显示。这种方式需要PLC配置昂贵的D/A模块，除D/A本身存在着转换误差外，同时显示信号易受干扰，一般标准数字面板表价格较低，但驱动它必须配置PLC模拟量输出模块，导致成本居高不下，影响了工程的中标率。c、d方式当然是较好的显示方式，但成本较高，且由于大多数应用场合并不需要太多的功能，而且某些场合下不适合使用，通用性不够好。而e方式采用并行传输BCD码、串行控制方式，也需要PLC的4个开关量输出点，并且由于它不具备普通显示仪表的外观特点，故安装使用也不方便。目前在国内的同类产品中，DDM4A数显表是采用e方式并行传输BCD码、串行控制方式，需PLC的4个开关量输出点，而不是直接通过PLC的编程口来实现，安装使用不方便，且数据刷新一次需要8×40＝320ms，实时性相对较差。而PLC数据设定器JK-P9，JK-P4，JK-PW9是通过PLC编程口通信，但采用数码管显示。国内生产的DDM5H系列操作显示仪表也采用数码管显示，且必须对其进行组态后才能正确地应用在项目中，DDM5H系列虽然能对PLC的D，T，C，M都能操作，但操作每种软元件单元地址个数最多为256个。日本的三菱公司开发的同类产品有FX-20DU-E，它采用红色七段显示器显示，人机交互内容不丰富。还有FX-10DM-E和FX-10DU-E它们是采用单色LCD显示器显示，人机界面较好。但它们都只对PLC的D，T，C进行操作，而不能对辅助继电器M进行操作。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服现有技术的一些缺点，在现有技术上进行改善，进一步扩展对PLC软元件单元的地址操作范围，提供实时性较好的数据监测，设定功能，利用LCD液晶显示器提供更好的人机交互界面，并显示报警信息和出错信息。对当前操作的软元件单元地址和设定数据的记忆储存功能，并具有与PLC编程口通信的接口。本技术的技术方案是一种PLC数据操作单元，它包括存储单元电路及CPU微处理器单元电路。其特点是，以I2C总线为基础，采用I2C串行扩展方式来扩展系统；置有分别通过总线I2C总线扩展的带背景光的LCD液晶显示电路、可外接电池的时钟电路、可掉电保持的存储器电路；置有用于和企业计算机或PLC编程口通信的RS-232接口电路及通过微处理器的I/O口扩展的键盘电路。本技术具有的有益的效果是本技术采用了I2C串行扩展方式，只要带I2C串行接口即可连接需扩展的其他单元，进一步扩展非常方便，使得系统具有较高的集成度。本技术突破了国内类似产品的一些局限性，采用液晶显示屏，使得人机交互界面更好，显示内容更丰富，填补了这类产品在这一方面的空缺，本技术使得能访问的PLC软元件单元的地址范围更广，可操作，地址范围见表1，它突破了三菱类似产品FX-10DM-E和FX-10DU-E不能访问辅助继电器M的缺陷。进一步便利了PLC在工业自动化中的应用。表1 附图说明图1为PLC数据操作单元的结构框图；图2为CPU与存储器的接口电路；图3为CPU与时钟的接口电路；图4为CPU与液晶模块的接口电路；图5为CPU与键盘的操作电路；图6为CPU与RS232的通讯接口电路。具体实施方式由图1所示，PLC数据操作单元，它包括存储单元电路及CPU微处理器单元电路，电源电路，其特点是，以I2C总线为基础，采用I2C串行扩展方式来扩展系统；置有分别通过总线I2C总线扩展的带背景光的LCD液晶显示电路、可外接电池的时钟电路、可掉电保持的存储器电路；置有用于和企业计算机或PLC编程口通信的RS-232接口电路及通过微处理器的I/O口扩展的键盘电路。本技术的实施例为DAU-20型PLC数据操作单元，它以PHILIPS高性能高集成度的单片微处理器P87LPC764为核心，它的内部集成了复位电路和看门狗电路，可以采用UART串行通信模式或I2C串行总线扩展模式进行串行通信。如图2、图3、图4所示，本技术将单片微处理器P87LPC764的9，10两个引脚作为虚拟I2C总线的串行扩展引脚。通过这两个引脚来扩展存储单元，时钟电路和液晶显示电路。由图2所示，存储单元采用256K大容量E2PROM数据储存芯片24WC256，并可通过控制该芯片的WP引脚可对该芯片进行写保护，以防止对该芯片的误操作，它可对当前操作的软元件单元地址及其设定的数据内容进行记忆储存，储存单元可以在掉电情况下，保存数据10年以上。由图3所示，时钟电路采用带I2C总线接口的DS1307，外加一块电压为3～3.5伏的锂电池BT1，使得时钟电路在关机的情况下也能正常运行。由图4所示，液晶显示电路先采用一块带I2C总线接口的I/O口芯片PCF8574，然后用它再来扩展一块16×2的字符型液晶显示模块，CPU通过对PCF8574的I/O口的读写来实现对液晶显示模块的读写时序控制，从而完成对LCD液晶显示电路的读写显示控制。由图5所示，键盘电路采用单片微处理器P87LPC764的3个I/O口作为键盘输入，同时在键盘电路中设计了一个蜂鸣器，用户按下按键时蜂鸣器随按键的操作发声，使用户在操作时更加方便明了。本仪表与PLC通信时遵循FX2系列编程口通信协议，进一步提高仪表的通用性和规范性，使通信效率提高，通信流畅。由图6所示，用于和PLC编程口或计算机通信的RS-232接口电路中设计了两路串行通信线路，CPU可以在这两路线路中自由切换，使得该仪表可以根据需要分别完成与PLC编程口或计算机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈昱明，管晓春，杨伟祥，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：实用新型
国别省市：