一种用于猪舍环境控制的可编程逻辑控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于猪舍环境控制的可编程逻辑控制器，涉及可编程逻辑控制器的结构领域。提出了一种不需要定制化开发，可以快速的进行模块配置及现场程序编写调试，从而使得整体开发项目进度较快的用于猪舍环境控制的可编程逻辑控制器。所述可编程逻辑控制器包括CPU系统、触摸屏以及电源，所述触摸屏和电源均连接在CPU系统上；所述CPU系统具有工业以太网接口、无线通讯接口、485通讯接口、模拟量输入接口、模拟量输出接口、数字量输入接口以及继电器输出接口。相比于分立式的控制器，集成的猪舍环境控制器减小了外部接线等，在现场抗电磁环境干扰能力更强，实时性更高，可靠性更好。更好。更好。

【技术实现步骤摘要】
一种用于猪舍环境控制的可编程逻辑控制器


[0001]本技术涉及可编程逻辑控制器的结构领域。

技术介绍

[0002]养猪场的中央控制器是环境控制系统的核心部分，较好的猪场环境，有利于肉猪健康生长猪场节约能源及饲料成本。科学的系统控制方案利于高效管理，大大降低了风险，保障猪场安全高效运行。目前，养猪场现场环境控制的器主要为定制化专用控制器和定制化专用式环境控制器需要根据不同的现场控制环境进行控制器的软硬件定制化开发，该方式的优点是控制效率高，而缺点在于程序不能适用于大多数控制现场，需要根据现场需求环境定制化开发周期长，控制程序固化，通用性差。

技术实现思路

[0003]本技术针对以上问题，提出了一种不需要定制化开发，可以快速的进行模块配置及现场程序编写调试，从而使得整体开发项目进度较快的用于猪舍环境控制的可编程逻辑控制器。
[0004]本技术的技术方案为：所述可编程逻辑控制器包括CPU系统、触摸屏以及电源，所述触摸屏和电源均连接在CPU系统上；
[0005]所述CPU系统具有工业以太网接口、无线通讯接口、485通讯接口、模拟量输入接口、模拟量输出接口、数字量输入接口以及继电器输出接口。
[0006]所述CPU系统采用ARM内核的MCU作为主处理器，MCU型号为GD32F407ZET6。
[0007]所述MCU中集成有以太网控制器，所述以太网控制器通过引脚43、引脚44、引脚45、引脚70、引脚73、引脚74使用标准的MII总线结构连接PHY芯片，使得MCU与上位机之间进行数据和控制命令的传递；
[0008]所述MCU的引脚136及引脚137连接到外围的TTL转232接口电路，实现RS232接外部显示设备通讯连接，进行数据交换，使触摸屏显示当前状态下的传感器采样值，或通过触摸屏进行现场下发控制指令或调整控制参数；
[0009]所述MCU的引脚77、引脚78、引脚79连接到外围的TTL转485接口电路，RS485通讯接口可以与外部的传感器进行通讯；
[0010]所述MCU的引脚86、引脚87、引脚88、引脚89、引脚90、引脚91、引脚92、引脚93连接继电器电路。
[0011]所述MCU通过引脚111、引脚112、引脚113、引脚114的SPI接口连接传感器信号采样电路；
[0012]所述传感器信号采样电路包括带隔离的SPI通讯芯片UA1、模拟量转数字量芯片UA2以及多个采样电路，所述采样电路包括精密电阻和π型滤波电路，外部输入的模拟信号通过精密电阻后转换为电压信号，电压信号通过π型滤波电路进行滤波，滤波后的模拟电压信号通过模数转换芯片UA2后成为量化的数字信号，最终通过SPI隔离芯片UA1将信号传给
MCU。
[0013]本技术的有益效果为：
[0014]一、采用一体式控制器，减小了控制柜体积，避免了外部繁琐的接线；
[0015]二、采用现场可编程方法，缩短定制化开发周期，成本更低，适用范围更广；
[0016]三、相比于分立式的控制器，集成的猪舍环境控制器减小了外部接线等，在现场抗电磁环境干扰能力更强，实时性更高，可靠性更好。
附图说明
[0017]图1是本案的结构示意图，
[0018]图2是MCU的结构示意图，
[0019]图3是本案中传感器信号采样电路的结构示意图。
具体实施方式
[0020]为能清楚说明本专利的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利进行详细阐述。
[0021]本案高度集成了养殖行业专用传感器接口，可以实时采集猪舍环境的温度、湿度、二氧化碳浓、PM2.5传感器度等具体信息。实时采集的环境信息根据预先设定好的控制逻辑及具体参数对控制现场可调风机、通风小窗、卷帘、湿帘、灯光、加热等设备现场控制。实现春、夏、秋、冬不同季节通风模式的自动控制，为不同猪群提供适宜的环境条件。整体方案硬件基本结构如图1所示。
[0022]所述可编程逻辑控制器包括CPU系统、触摸屏以及电源，所述触摸屏和电源均连接在CPU系统上；
[0023]所述CPU系统具有工业以太网接口、无线通讯接口、485通讯接口、模拟量输入接口、模拟量输出接口、数字量输入接口以及继电器输出接口。
[0024]所述CPU系统采用ARM内核的MCU作为主处理器，MCU型号为GD32F407ZET6。
[0025]所述MCU中集成有以太网控制器，所述以太网控制器通过引脚43、引脚44、引脚45、引脚70、引脚73、引脚74等引脚使用标准的MII总线结构连接PHY芯片，通过编程实现标准MODBUS/TCP协议的以太网通讯电路，使得MCU与上位机之间进行数据和控制命令的传递；实现现场数据远程中断汇总、下发指令等、现场控制报警、信息上报及猪舍单元的传感器采集信息及输出控制状态等重要参数上传到总控制台。总控制台可以根据现场数据进行处理判断，后给出不同的控制决策，实现模块的整体联网运行控制。
[0026]所述MCU的引脚136及引脚137连接到外围的TTL转232接口电路，实现RS232接外部显示设备通讯连接，进行数据交换，使触摸屏显示当前状态下的传感器采样值，或通过触摸屏进行现场下发控制指令或调整控制参数等操作；
[0027]所述MCU的引脚77、引脚78、引脚79连接到外围的TTL转485接口电路，RS485通讯接口可以与外部的温湿度、气压等传感器进行通讯；通过配置不同种类的传感器，可以实现对多种环境信息进行采集。
[0028]控制程序对采集回来的数据进行分析处理，然后开启对应的设备工作，做出对应的控制调整。所述MCU的引脚86、引脚87、引脚88、引脚89、引脚90、引脚91、引脚92、引脚93连
接继电器电路，通过继电器控制220V交流电供电的设备的启停工作，或者通过控制中间继电器控制更大功率的相关设备进行工作。基本电路如图2所示。
[0029]专用可编程逻辑控制器内部设有多种传感器信号采样电路，支持标准的的温度，湿度压强等传感器的信号量采集转换。根据应用现场复杂的电磁干扰环境，在模拟电路入口采用了π型滤波电路再配合软件滤波算法，保证了模量信号采样的可靠性，部分电路如图3所示。
[0030]所述MCU通过引脚111、引脚112、引脚113、引脚114的SPI接口连接传感器信号采样电路；
[0031]所述传感器信号采样电路包括带隔离的SPI通讯芯片UA1、模拟量转数字量芯片UA2以及多个采样电路，所述采样电路包括精密电阻和π型滤波电路，外部输入的模拟信号通过精密电阻后转换为电压信号，电压信号通过π型滤波电路进行滤波，滤波后的模拟电压信号通过模数转换芯片UA2后成为量化的数字信号，最终通过SPI隔离芯片UA1将信号传给MCU。
[0032]具体来说，采样电路具有四个，分别对四个传感器采集的模拟信号进行转化、传输。
[0033]采样电路一包括精密电阻FA1，其中的π型滤波电路包括抗脉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于猪舍环境控制的可编程逻辑控制器，其特征在于，所述可编程逻辑控制器包括CPU系统、触摸屏以及电源，所述触摸屏和电源均连接在CPU系统上；所述CPU系统具有工业以太网接口、无线通讯接口、485通讯接口、模拟量输入接口、模拟量输出接口、数字量输入接口以及继电器输出接口。2.根据权利要求1所述的一种用于猪舍环境控制的可编程逻辑控制器，其特征在于，所述CPU系统采用ARM内核的MCU作为主处理器，MCU型号为GD32F407ZET6。3.根据权利要求2所述的一种用于猪舍环境控制的可编程逻辑控制器，其特征在于，所述MCU中集成有以太网控制器，所述以太网控制器通过引脚43、引脚44、引脚45、引脚70、引脚73、引脚74使用标准的MII总线结构连接PHY芯片，使得MCU与上位机之间进行数据和控制命令的传递；所述MCU的引脚136及引脚137连接到外围的TTL转232接口电路，实现RS232接外部显示设备通讯连接，进行数据交...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇晨，李广勇，
申请(专利权)人：傲拓科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：