[發明專利]可自定義I/O端口數量的嵌入式軟PLC控制系統及其設計方法

在審

• 申請號: 201810613234.1
• 申請日: 2018-06-14
• 公開（公告）號: CN108732987A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 許銳;吳豪樂;許錦標
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 楊曉松

1.一種可自定義I/O端口數量的嵌入式軟PLC控制系統，其特征在于，包括核心板和外圍板，其中：

所述核心板為可拔插模塊，所述核心板上有排針，可插在所述外圍板對應的排插上，其對外提供標準TTL電平的數字量給所述外圍板；

所述外圍板上具有光耦隔離器、繼電器以及一個可靈活配置輸入/輸出端口數量的硬件電路模塊，所述外圍板還提供輸入/輸出模塊的排插，如果插入的是輸入模塊，則該端口是輸入端口，對外可通過接線柱連接外部輸入設備；如果插入的是輸出模塊，則該端口是輸出端口，對外可通過接線柱連接外部輸出設備。

2.如權利要求1所述的一種可自定義I/O端口數量的嵌入式軟PLC控制系統，其特征在于，當所插入的是輸入模塊時，所述輸入模塊電路接收工業現場設備的開關信號，通過輸入隔離電路，將開關信號轉換為單片機可接受的信號，從而讓PLC里外信號滿足電氣隔離，其中輸入電路的隔離采用光電耦合器TLP521-1進行隔離。

3.如權利要求1所述的一種可自定義I/O端口數量的嵌入式軟PLC控制系統，其特征在于，當所插入的是輸出模塊時，所述輸出模塊根據核心板提供的TTL電平，經由輸出接口模塊，得到升壓后的輸出信號直接驅動繼電器，其中所述輸出接口模塊采用八路NPN達林頓連接晶體管陣系列ULN2803。

4.一種可自定義I/O端口數量的嵌入式軟PLC控制系統設計方法，其通過如權利要求1-3中任一項所述的嵌入式軟PLC控制系統實現，其特征在于，將輸入/輸出模塊分別設計成兩塊電路板，所述電路板上具有排針，對應外圍板上面的排插，所述輸入/輸出模塊上的排針插在相應針口的排插上，為所述輸入/輸出模塊提供各類電壓及以及輸入/輸出TTL電平。

5.如權利要求4所述的一種可自定義I/O端口數量的嵌入式軟PLC控制系統設計方法，其特征在于，所述輸入/輸出模塊分別具有一個6針排針和一個2針排針，其中所述6針排針分別連接電源電壓信號、提供給核心板的工作電壓信號，以及對應于核心板的輸入TTL電平信號和輸出TTL電平信號；所述2針排針通過接線柱連接至外部設備。

6.如權利要求5所述的一種可自定義I/O端口數量的嵌入式軟PLC控制系統設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步、搭建嵌入式軟PLC平臺；

首先選用嵌入式軟plc控制板，然后制作包括外部電源接口、電源轉換電路、核心板以及輸入/輸出模塊的插排的外圍板，準備好M塊輸入模塊和N塊輸出模塊,將核心板插在外圍板中央位置，將M塊輸入模塊和N塊輸出模塊隨意插在輸入/輸出排插上，并且在輸入/輸出相對應的接線柱上連接好外部設備，其中M、N為大于0小于或等于64的正整數，所述外部設備包括有開關、電機；

第二步、根據搭建好的硬件平臺編譯燒寫代碼，所述代碼能夠使得所述外部設備執行運轉；

第三步、設備調試，通過按下開關觀察電機運轉情況，以實現可自定義I/O端口數量的嵌入式軟PLC控制系統的調試。