一种应用于自动化设备的通用控制器制造技术

本发明专利技术属于自动控制技术领域，尤其涉及一种应用于自动化设备的通用控制器，其中，所述主控制器模块分别电连接模拟量输入模块、模拟量输出模块、RS485通信模块、RS232通信模块、CAN通信模块、电源模块、人机交互模块、EtherCAT模块、Ethernet模块、输入输出并行处理模块，所述输入输出并行处理模块分别电连接数字输入模块、数字输出模块。本发明专利技术可以通过硬件可裁剪来降低控制成本，可以提高数据处理速度且短时间内实现复杂逻辑算法，还可以与各品牌PLC主机或者Ethercat主机之间的通信来实现系统兼容性。现系统兼容性。现系统兼容性。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于自动化设备的通用控制器


[0001]本专利技术属于自动控制
，尤其涉及一种应用于自动化设备的通用控制器。

技术介绍

[0002]目前自动化行业，自动化设备控制以及信号采集等主要功能由PLC完成，PLC在自动化行业的应用处于霸主地位。最初，PLC主要用于开关量的逻辑控制。随着PLC技术的进步，它的应用领域不断扩大。如今，PLC不仅用于开关量控制，还用于模拟量及数字量的控制，可采集与存储数据，还可对控制系统进行监控；还可联网、通讯，实现大范围、跨地域的控制与管理。现有技术中自动化设备应用PLC控制时，由于PLC硬件不可裁剪，造成许多项目只应用到PLC的部分功能，而不需要的功能，虽然没有被用到，但是对于用户来说也同样需要对这些不需要的功能进行买单。比如一台手机点胶机自动化设备所需要的各种PLC以及其附属IO模块采购成本在3
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4万RMB之间，控制成本较高。而且PLC内部所能存储的数据量有限、无法实现复杂的逻辑算法、工作主频已经远远落后于单片机和FPGA，由于PLC工作主频已经远远落后于单片机和FPGA，所以PLC对数据的处理速度也远远落后于单片机和FPGA。另外各个品牌PLC软件硬件体系不兼容、结构封闭。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种应用于自动化设备的通用控制器，该控制器可以通过硬件可裁剪来降低控制成本，可以提高数据处理速度且短时间内实现复杂逻辑算法，还可以与各品牌PLC主机或者Ethercat主机之间的通信来实现系统兼容性。
[0004]本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种应用于自动化设备的通用控制器，包括主控制器模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、RS485通信模块、RS232通信模块、CAN通信模块、电源模块、人机交互模块、EtherCAT模块、Ethernet模块、输入输出并行处理模块、数字输入模块、数字输出模块，所述主控制器模块分别电连接模拟量输入模块、模拟量输出模块、RS485通信模块、RS232通信模块、CAN通信模块、电源模块、人机交互模块、EtherCAT模块、Ethernet模块、输入输出并行处理模块，所述输入输出并行处理模块分别电连接数字输入模块、数字输出模块。
[0005]进一步，所述电源模块包括5V主电源电路、3.3V分电源电路、1.2V分电源电路，所述5V主电源电路电连接3.3V分电源电路，所述3.3V分电源电路电连接1.2V分电源电路。
[0006]进一步，所述5V主电源电路采用SGM61720型号电源芯片，所述3.3V分电源电路采用AMS1117
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3.3V型号稳压芯片，所述1.2V分电源电路采用AMS1117
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1.2V型号稳压芯片。
[0007]进一步，所述模拟量输入模块采用LM324型号芯片，所述模拟量输出模块采用GP8403型号芯片。
[0008]进一步，所述主控制器模块采用STM32F407ZGT6型号单片机，所述人机交互模块采用工业触摸屏，所述CAN通信模块采用TJA1051T/E型号芯片。
[0009]进一步，所述输入输出并行处理模块采用GWIN
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UV2LQ100C6/I5型号的FPGA芯片。
[0010]进一步，所述数字输入模块为24V至3.3V电压转换电路，所述数字输出模块为3.3V至24V电压转换电路。
[0011]进一步，所述EtherCAT模块采用AX58100芯片，所述Ethernet模块采用LAN7820芯片。
[0012]本专利技术的有益效果为：本控制器的主控制器模块中单片机自带基础功能外，还通过CAN通信模块中CAN总线扩展各种用户所需要的控制模块，实现硬件可裁剪来降低控制成本。单片机还可通过CAN通信模块外扩足够多的存储空间，解决了现有技术中PLC不能存储过多实时数据的缺点。
[0013]本控制器的主控制器模块中STM32F407ZGT6型号单片机具有上百兆的工作主频，远超PLC的数据处理速度，可以在短时间内实现复杂的逻辑算法。本控制器的输入输出并行处理模块中FPGA芯片包括40路IO输入信息采集、8路IO输出控制、1路模拟量输出控制，FPGA的多路输入、输出极大的扩展了本控制器的应用范围，而且FPGA拥有较快的数据处理速度。
[0014]本控制器的主控制器模块通过EtherCAT模块可以与各品牌PLC主机或者Ethercat主机之间的通信来实现系统兼容性，扩大了系统兼容范围。
附图说明
[0015]图1为本专利技术一种应用于自动化设备的通用控制器的原理示意图。
[0016]图2（a）
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2（d）为本专利技术的主控制器模块的电路图。
[0017]图3（a）
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3（b）为本专利技术的5V主电源电路的电路图。
[0018]图4为本专利技术的3.3V分电源电路的电路图。
[0019]图5为本专利技术的1.2V分电源电路的电路图。
[0020]图6为本专利技术的模拟量输入模块的电路图。
[0021]图7为本专利技术的模拟量输出模块的电路图。
[0022]图8为本专利技术的RS232通信模块的电路图。
[0023]图9为本专利技术的RS485通信模块的电路图。
[0024]图10（a）
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10（e）为本专利技术的CAN通信模块的电路图。
[0025]图11（a）
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11（k）为本专利技术的EtherCAT模块的电路图。
[0026]图12（a）
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12（i）为本专利技术的输入输出并行处理模块的电路图。
[0027]图13为本专利技术的数字输入模块的电路图。
[0028]图14为本专利技术的数字输出模块的电路图。
具体实施方式
[0029]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、
以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0031]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于自动化设备的通用控制器，其特征在于：包括主控制器模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、RS485通信模块、RS232通信模块、CAN通信模块、电源模块、人机交互模块、EtherCAT模块、Ethernet模块、输入输出并行处理模块、数字输入模块、数字输出模块，所述主控制器模块分别电连接模拟量输入模块、模拟量输出模块、RS485通信模块、RS232通信模块、CAN通信模块、电源模块、人机交互模块、EtherCAT模块、Ethernet模块、输入输出并行处理模块，所述输入输出并行处理模块分别电连接数字输入模块、数字输出模块；所述主控制器模块采用STM32F407ZGT6型号单片机，所述人机交互模块采用工业触摸屏，所述CAN通信模块采用TJA1051T/E型号芯片；所述输入输出并行处理模块采用GWIN
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UV2LQ100C6/I5型号的FPGA芯片；所述数字输入模块为24V至3.3V电压转换电路，所述数字输出模块为3.3V至24...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐斌，郑伟，高泽红，王煜，
申请(专利权)人：天津津亚电子有限公司，
类型：发明
国别省市：