一种高效率可编程控制器供电与信号传输系统及方式的制作方法

本发明涉及可编程控制器供电和信号传输技术，尤其涉及一种可以减少繁琐布线、通过两条线实现供电和多种信号同时回传的高效率可编程控制器供电与信号传输系统及方式。

[

背景技术：
]

随着科技的发达，各种开关、各种信号的种类越来越多，怎样把信号精准安全地传送回就是一个技术话题。

普通的信号传输与控制电路都是一个开关一组线(两条)，比如灯光的开关，甚至还有的情况是一个开关4-5条线，比如ec11系列的旋钮编码开关，还有的一个开关带几十条线等。还有些场合需要很多开关配合使用才能达到预定的效果，目前常见的无线技术，通过无线技术进行数据和开关的传输，这种技术成本会偏高，而且会出现丢失、干扰等问题。基于此，在这些场合里，如果能有效的将几条甚至几十条线路缩少到2条线路，即可以大幅减少安装的工作，减少线材、减少人工、减少出差错、减少故障等。

基于上述问题，本领域的技术人员进行了大量的研发和实验，从具体的电路连接和控制方式方面入手进行改进和改善，并取得了较好的成绩。

[

技术实现要素：
]

为克服现有技术所存在的问题，本发明提供一种可以减少繁琐布线、通过两条线实现供电和多种信号同时回传的高效率可编程控制器供电与信号传输系统及方式。

本发明解决技术问题的方案是提供一种高效率可编程控制器供电与信号传输系统，包括用于接收开关输入、开关变化速率、电压变化规律及变化速率的可编程控制器、用于对电能进行存储并对系统供电的储电装置以及用于接收来自可编程控制器的信号并进行对应的控制和输出的中央处理器系统；所述可编程控制器与储电装置之间以及储电装置与中央处理器系统之间通过两条线路进行供电、蓄电与信号传输；所述可编程控制器包括用于对各种开关的判断或者电压变化规律进行判断的逻辑单元、用于存储实时保存各种开关状态和变化参数的存储单元以及用于记录开关闭合时间、变化时间、各种开关输入先后顺序、电压变化时间、对应存储单元实时变化参数的时钟单元。

优选地，所述可编程控制器与储电装置之间以及储电装置与中央处理器系统之间的两条线路上还连接有用于防止储电装置反向供电、保证储电装置仅向可编程控制器供电的限流防反向供电电路单元。

优选地，所述可编程控制器与储电装置之间以及储电装置与中央处理器系统之间的两条线路包括第一线路以及第二线路；所述第一线路两端分别连接可编程控制器的vss接点以及中央处理器系统，所述第二线路的一端连接中央处理器系统，另一端分为两路后分别连接可编程控制器的pb0接点和vd0接点。

优选地，所述第一线路与第二线路的vd0接点分路之间并联连接有多条用于储电的电容电路以及瞬态抑制二极管电路；所述第二线路的pb0接点分路上也并联连接有多条用于储电的电容电路、瞬态抑制二极管电路以及电阻电路。

优选地，所述储电装置为可充电电池或电容。

一种高效率可编程控制器供电与信号传输方式，包括以下步骤，

s1：利用可编程控制器接收来自外部的各种开关输入、开关变化速率、电压变化规律、变化速率信息；且可编程控制器内部的逻辑单元对各种开关的判断或者电压的变化规律进行判断，同时实时保存各种开关的状态和变化参数于存储单元中进行比较和开关状态记录，可编程控制器的时钟单元记录开关的闭合时间、变化时间、各种开关输入的先后顺序、电压变化时间、对应存储单元的实时变化参数，且同时按程序预定的设定输出多种开关信号或者不同占空比的方波信号或者数字信号；

s2：所述步骤s1中，当可编程控制器输出开关信号、不同占空比的方波信号或者数字信号时，连接于可编程控制器与储电装置之间以及储电装置与中央处理器系统之间的两条供电和信号传输线路产生电压变化；

s3：可编程控制器即根据开关输入的先后顺序、速率、高电平通过两条线路输出不同的、实时的、延时的、定时的或者带有地址的信号到中央处理器系统；中央处理器系统识别信号并进行控制输出。

优选地，所述可编程控制器对各种开关或者信号定义不同的id或者地址和信号一起通过两条线路传输到中央处理器系统。

优选地，所述步骤s1中的可编程控制器与外部旋钮编码开关相连接，接收来自旋钮编码开关的变化信息。

与现有技术相比，本发明一种高效率可编程控制器供电与信号传输系统通过同时设置用于接收开关输入、开关变化速率、电压变化规律及变化速率的可编程控制器、用于对电能进行存储并对系统供电的储电装置以及用于接收来自可编程控制器的信号并进行对应的控制和输出的中央处理器系统，且在所述可编程控制器与储电装置之间以及储电装置与中央处理器系统之间设置两条线路进行供电、蓄电与信号传输，在没有开关输入的时间里，不影响电路信号的前提下通过其中一条电路慢慢充电于储电装置中，在有开关输入、电路大量损耗或者拉低电压时，防止反向装置可以防止储电装置反向供电，保证储电装置仅仅向可编程控制器供电，不影响供电线的信号传送，这样的设计即可有效的减少电线数量，实现把各种信号输入或不同意图通过两条线安全精准地传送到远距离的中央处理器系统。

[附图说明]

图1是本发明一种高效率可编程控制器供电与信号传输系统的框架式结构示意图。

图2是本发明一种高效率可编程控制器供电与信号传输方法的应用示意图。

[具体实施方式]

为使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定此发明。

请参阅图1和图2，本发明一种高效率可编程控制器供电与信号传输系统1包括用于接收开关输入、开关变化速率、电压变化规律及变化速率的可编程控制器、用于对电能进行存储并对系统供电的储电装置以及用于接收来自可编程控制器的信号并进行对应的控制和输出的中央处理器系统；所述可编程控制器与储电装置之间以及储电装置与中央处理器系统之间通过两条线路进行供电、蓄电与信号传输；所述可编程控制器包括用于对各种开关的判断或者电压变化规律进行判断的逻辑单元、用于存储实时保存各种开关状态和变化参数的存储单元以及用于记录开关闭合时间、变化时间、各种开关输入先后顺序、电压变化时间、对应存储单元实时变化参数的时钟单元。

本申请通过同时设置用于接收开关输入、开关变化速率、电压变化规律及变化速率的可编程控制器、用于对电能进行存储并对系统供电的储电装置以及用于接收来自可编程控制器的信号并进行对应的控制和输出的中央处理器系统，且在所述可编程控制器与储电装置之间以及储电装置与中央处理器系统之间设置两条线路进行供电、蓄电与信号传输，在没有开关输入的时间里，不影响电路信号的前提下通过其中一条电路慢慢充电于储电装置中，在有开关输入、电路大量损耗或者拉低电压时，防止反向装置可以防止储电装置反向供电，保证储电装置仅仅向可编程控制器供电，不影响供电线的信号传送，这样的设计即可有效的减少电线数量，实现把各种信号输入或不同意图通过两条线安全精准地传送到远距离的中央处理器系统。

本申请的可编程控制器供电和信号传输技术，可以在led调光调色、音量控制、电压控制、马达控制等等，还有汽车制造领域，方向盘上众多的开关可以通过两条线就可以实现，减少繁琐的布线。

优选地，所述可编程控制器与储电装置之间以及储电装置与中央处理器系统之间的两条线路上还连接有用于防止储电装置反向供电、保证储电装置仅向可编程控制器供电的限流防反向供电电路单元。

优选地，所述可编程控制器与储电装置之间以及储电装置与中央处理器系统之间的两条线路包括第一线路以及第二线路；所述第一线路两端分别连接可编程控制器的vss接点以及中央处理器系统，所述第二线路的一端连接中央处理器系统，另一端分为两路后分别连接可编程控制器的pb0接点和vd0接点。

优选地，所述第一线路与第二线路的vd0接点分路之间并联连接有多条用于储电的电容电路以及瞬态抑制二极管电路；所述第二线路的pb0接点分路上也并联连接有多条用于储电的电容电路、瞬态抑制二极管电路以及电阻电路。

优选地，所述储电装置为可充电电池或电容。可编程控制器的能耗非常低的，一个200mah的电池可以使用3-5年，所以使用电容供电储电为优选方案，电容在55℃下寿命可以使用20年，一般使用场合的温度不高，可以说是非常耐用的储电和供电元器件。

一种高效率可编程控制器供电与信号传输方式，包括以下步骤，

s1：利用可编程控制器接收来自外部的各种开关输入、开关变化速率、电压变化规律、变化速率信息；且可编程控制器内部的逻辑单元对各种开关的判断或者电压的变化规律进行判断，同时实时保存各种开关的状态和变化参数于存储单元中进行比较和开关状态记录，可编程控制器的时钟单元记录开关的闭合时间、变化时间、各种开关输入的先后顺序、电压变化时间、对应存储单元的实时变化参数，且同时按程序预定的设定输出多种开关信号或者不同占空比的方波信号或者数字信号；

s2：所述步骤s1中，当可编程控制器输出开关信号、不同占空比的方波信号或者数字信号时，连接于可编程控制器与储电装置之间以及储电装置与中央处理器系统之间的两条供电和信号传输线路产生电压变化；

s3：可编程控制器即根据开关输入的先后顺序、速率、高电平通过两条线路输出不同的、实时的、延时的、定时的或者带有地址的信号到中央处理器系统；中央处理器系统识别信号并进行控制输出。

各种各样的开关和信号接在可编程控制器的不同通道上，按照设定的程序，根据开关输入的先后顺序、速率、高电平等通过两条线输出不同的、实时的、延时的、定时的或者带有地址的信号，中央系统可以识别这些信号然后输出控制和输出。

优选地，所述可编程控制器对各种开关或者信号定义不同的id或者地址和信号一起通过两条线路传输到中央处理器系统。

优选地，所述步骤s1中的可编程控制器与外部旋钮编码开关相连接，接收来自旋钮编码开关的变化信息。

请参阅图2，本申请的一个具体实施例，一种自由调节的旋转编码开关配合的调光器；

旋钮编码开关具有正转、反转和按压功能，同时具有快转、慢转、短按压和长按压等动作，一般接线至少需要4条线，在一些用线路板连接的地方或者短距离应用场合经常出现，比如示波器、医疗设备、汽车音量开关等设备上使用；

旋钮编码开关的几个脚分别接可编程控制器的几路通道；

旋转编码开关时分别输入不同的方波信号给可编程控制器，可编程控制器通过两组不同的方波判断正转还是反转；同时判断旋转方波的产生的速率来判断操作者的意图，比如，需要精准的调光，一般旋转速度很慢，如果调光离要达到的亮度还有很大的差距，转速会很快，所以可编程控制器根据输入的方波就可以判断操作者的意图；

通过按压长短信号判断用户的意图，比如轻按(时间<2.5秒)为马上关灯；长按2.5-5秒是3分钟定时关灯；长按5.5-8.5是定时30分钟的关灯；

另外加一组拨码开关，第一位拨码是0的，是按上面的方式延时关灯，如果第一位是拨码是1的，则3分钟变为15分钟，30分钟变为90分钟等等。

另外还可以加上多组不同的拨码可以把这个调光器变为几个调光器，从而实现一个遥控器可以分别控制好几组灯光。

根据上面几种开关不同的组合的输入，可编程控制器根据程序预设定从而发出不同的开关组合信号或者pwm信号给中央系统。

同时也可以另几组拨码开关，也可以让用户定义旋转的调光速率等，实现更多更人性化的输入。

通过可编程控制器用两条线实现多种开关输入的调光方式，完美代替0-10v，减少安装施工，同时也没有0-10v的线损耗带来的电压变化的问题，因为本案例传输的是变化规律不同的pwm信号，并不是像0-10v的有压降的电压信号。

与现有技术相比，本发明一种高效率可编程控制器供电与信号传输系统1通过同时设置用于接收开关输入、开关变化速率、电压变化规律及变化速率的可编程控制器、用于对电能进行存储并对系统供电的储电装置以及用于接收来自可编程控制器的信号并进行对应的控制和输出的中央处理器系统，且在所述可编程控制器与储电装置之间以及储电装置与中央处理器系统之间设置两条线路进行供电、蓄电与信号传输，在没有开关输入的时间里，不影响电路信号的前提下通过其中一条电路慢慢充电于储电装置中，在有开关输入、电路大量损耗或者拉低电压时，防止反向装置可以防止储电装置反向供电，保证储电装置仅仅向可编程控制器供电，不影响供电线的信号传送，这样的设计即可有效的减少电线数量，实现把各种信号输入或不同意图通过两条线安全精准地传送到远距离的中央处理器系统。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。