同时具有触摸屏和PLC功能的控制器结构的制作方法

同时具有触摸屏和plc功能的控制器结构
技术领域
[0001]
本实用新型涉及集成化装置领域，尤其涉及触摸屏和plc控制领域，具体是指一种同时具有触摸屏和plc功能的控制器结构。


背景技术：

[0002]
目前市场上的工业用plc控制器、触摸屏作为两个独立部件存在，图示化操作时需同时配置两个部件。
[0003]
plc控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计；它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令；并通过数字是或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
[0004]
plc的问题与缺陷如下：
[0005]
1、成本高，性价比差。对于较复杂设备，采用通用型plc是较好的选择，成功率高、可靠性好，但成本较高。大批量生产的设备，采用通用型plc将使设备成本大幅提升，成本高、效益低的缺陷就会显现出来。
[0006]
2、过程控制及通讯控制性价比较差。plc在温度控制、流量控制、压力控制等模拟量处理方面，模拟量模块价格较高；在通讯控制方面，通讯模块价格昂贵，控制程序复杂；过程控制及通讯控制这两方面的性价比都较差。
[0007]
触摸屏是通过触摸式工业显示器把人和机器连为一体的智能化界面，它是替代传统控制按钮和指示灯的智能化操作显示终端，可以用来设置参数，显示数据，监控设备状态，以曲线/动画等形式描绘自动化控制过程，更方便、快捷、表现力更强，并可简化为plc的控制程序，功能强大的触摸屏创造了友好的人机界面。触摸屏作为一种特殊的计算机外设，它是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。它赋予了多媒体以崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备。
[0008]
触摸屏的问题与缺陷如下：
[0009]
与plc控制器一样，设备使用触摸屏成本高，性价比差。


技术实现要素：

[0010]
本实用新型的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足成本低、性价比好、适用范围较为广泛的同时具有触摸屏和plc功能的控制器结构。
[0011]
为了实现上述目的，本实用新型的同时具有触摸屏和plc功能的控制器结构如下：
[0012]
该同时具有触摸屏和plc功能的控制器结构，其主要特点是，所述的控制器结构包括可编程逻辑控制器装置和触摸屏装置，所述的可编程逻辑控制器装置和触摸屏装置相贴合，集成在pcb上且无接线相连，所述的可编程逻辑控制器装置和触摸屏装置各自具有独立的微处理器，两个微处理器之间通过通讯协议进行交互通讯。
[0013]
较佳地，所述的控制器结构还包括开关量输入模块、开关量输出模块、温度输入模
块、模拟量输入模块、串口通讯接口模块、工业以太网接口模块、外部存储器接口和液晶显示屏，所述的开关量输入模块、开关量输出模块、温度输入模块、模拟量输入模块、串口通讯接口模块、工业以太网接口模块、外部存储器接口、液晶显示屏彼此均相互连接，所述的开关量输入模块、开关量输出模块、温度输入模块、模拟量输入模块和串口通讯接口模块与可编程逻辑控制器装置相连接，所述的工业以太网接口模块、外部存储器接口和液晶显示屏与触摸屏装置相连接。
[0014]
较佳地，所述的控制器结构包括开关量输入模块的数量为12个，所述的开关量输出模块的数量为16个，通过输入输出点数进行逻辑控制。
[0015]
较佳地，所述的温度输入模块包括温度输入单元和温度控制单元，均与可编程逻辑控制器装置相连接。
[0016]
较佳地，所述的温度输入单元和温度控制单元匹配k型热电偶的温度传感器或pt热电阻的温度传感器。
[0017]
较佳地，所述的温度输入模块为3通道温度传感器输入模块。
[0018]
较佳地，所述的模拟量输入模块为2通道模拟量输入模块。
[0019]
较佳地，所述的工业以太网接口模块在设备间进行网络通讯，或与上位机进行网络通讯。
[0020]
较佳地，所述的串口通讯接口模块包含rs232、422、485的几种通讯串口，在设备间进行网络通讯，或与上位机进行网络通讯。
[0021]
较佳地，所述的控制器结构还包括操作用物理按键和超亮型led指示灯，所述的操作用物理按键和超亮型led指示灯均与触摸屏装置相连接。
[0022]
采用了本实用新型的同时具有触摸屏和plc功能的控制器结构，是一种集合人机界面、专业型plc的控制器，属于彩色液晶显示功能的控制器，能进行程序控制、温度调节，记录，日历，图表，数据处理，是专门为成型机周边设备中干燥机、模温机、冷水机等涉及温度控制机器量身定制的控制器。本控制器集成各种控制模块，包括微处理器arm主控制器模块及其存储器模块、温度输入模块、压力/流量/风量/露点控制模拟量模块、工业以太网接口模块、串行通讯接口模块、can通讯模块等。本控制器具有可靠性高，抗干扰能力强，功能完善，适用性强，应用系统稳定的特点，可提高成型机周边设备应用系统的性价比，为用户降低成本。
附图说明
[0023]
图1为本实用新型的同时具有触摸屏和plc功能的控制器结构的结构示意图。
[0024]
图2为本实用新型的同时具有触摸屏和plc功能的控制器结构的控制器控制面板说明示意图。
具体实施方式
[0025]
为了能够更清楚地描述本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
[0026]
本实用新型的同时具有触摸屏和plc功能的控制器结构技术方案中，其主要保护的是支持实现相应功能的整体硬件功能平台的硬件结构及其连接关系，而且其中所包括的
各个功能模块和模块单元均能够对应于实际已知的硬件设备或者集成电路结构中的具体硬件电路，因此仅涉及具体硬件拓扑连接结构以及具体硬件电路的改进，硬件部分的改进是存在的，并非仅仅依赖于计算机控制软件，且并非属于仅仅执行控制软件或者计算机程序的载体，因此解决相应的技术问题并获得相应的技术效果也并未涉及任何控制软件或者计算机程序的应用，也就是说，本实用新型仅仅利用这些模块和单元所涉及的实际已知的硬件设备或者硬件电路结构方面的改进即可以解决所要解决的技术问题，并获得相应的技术效果，而并不需要辅助以特定的控制软件或者计算机程序即可以实现相应功能。
[0027]
本实用新型的该同时具有触摸屏和plc功能的控制器结构，其中包括可编程逻辑控制器装置和触摸屏装置，所述的可编程逻辑控制器装置和触摸屏装置相贴合，集成在pcb上且无接线相连，所述的可编程逻辑控制器装置和触摸屏装置各自具有独立的微处理器，两个微处理器之间通过通讯协议进行交互通讯。
[0028]
作为本实用新型的优选实施方式，所述的控制器结构还包括开关量输入模块、开关量输出模块、温度输入模块、模拟量输入模块、串口通讯接口模块、工业以太网接口模块、外部存储器接口和液晶显示屏，所述的开关量输入模块、开关量输出模块、温度输入模块、模拟量输入模块、串口通讯接口模块、工业以太网接口模块、外部存储器接口、液晶显示屏彼此均相互连接，所述的开关量输入模块、开关量输出模块、温度输入模块、模拟量输入模块和串口通讯接口模块与可编程逻辑控制器装置相连接，所述的工业以太网接口模块、外部存储器接口和液晶显示屏与触摸屏装置相连接。
[0029]
作为本实用新型的优选实施方式，所述的控制器结构包括开关量输入模块的数量为12个，所述的开关量输出模块的数量为16个，通过输入输出点数进行逻辑控制。
[0030]
作为本实用新型的优选实施方式，所述的温度输入模块包括温度输入单元和温度控制单元，均与可编程逻辑控制器装置相连接。
[0031]
作为本实用新型的优选实施方式，所述的温度输入单元和温度控制单元匹配k型热电偶的温度传感器或pt热电阻的温度传感器。
[0032]
作为本实用新型的优选实施方式，所述的温度输入模块为3通道温度传感器输入模块。
[0033]
作为本实用新型的优选实施方式，所述的模拟量输入模块为2通道模拟量输入模块。
[0034]
作为本实用新型的优选实施方式，所述的工业以太网接口模块在设备间进行网络通讯，或与上位机进行网络通讯。
[0035]
作为本实用新型的优选实施方式，所述的串口通讯接口模块包含rs232、422、485的几种通讯串口，在设备间进行网络通讯，或与上位机进行网络通讯。
[0036]
作为本实用新型的优选实施方式，所述的控制器结构还包括操作用物理按键和超亮型led指示灯，所述的操作用物理按键和超亮型led指示灯均与触摸屏装置相连接。
[0037]
本实用新型的具体实施方式中，根据成型机周边设备实际使用状况，定型开发的一款触摸屏、plc一体化控制器。控制器整体架构简单实用，成本较低，工作性能稳定可靠、适用范围广泛。
[0038]
本实用新型控制器将plc与触摸屏集成在一起，将两者紧密结合，具有外观识别度高、宽屏显示、超轻超薄设计，节约安装空间，安装方便，结构紧凑等诸多优点。本实用新型
控制器触摸屏与plc集成在一块pcb板上，省却了两者通讯用的通讯接口及通讯配线，相应减少了设计问题，简化了安装过程，避免了一些故障点，维修的时候更换也更容易一些。plc与触摸屏一体化集成设计，降低了外界环境干扰因素对两者通讯的干扰，提高两者通讯的稳定性、可靠性。
[0039]
本实用新型控制器通过硬件及软件的专用设计，实现触摸屏与plc的穿透功能，可将多个机型的plc程序和触摸屏一次性传送保存在触摸屏的存储器上，使用时根据机型，在触摸屏画面选择机型，自动将触摸屏存储器上的相应plc程序下载到plc控制器中，减少了plc程序传送的人为操作步序。
[0040]
本实用新型控制器触摸屏与plc的穿透功能，实现了多机型程序综合打包处理功能，使用在大批量生产的成型机周边设备时，一个程序包即可对应多个型号的机器，降低了程序维护管理工作，以及程序下载错误的概率，提高工作效率。
[0041]
本实用新型控制器采用双处理器控制模式，plc和触摸屏具有独立的处理器进行运算处理，提升控制器的运算处理速度和性能。plc和触摸屏两个处理器之间通过专用的通讯协议进行通讯，可实现两者间的数据快速交互通讯，实现控制器的稳定性、快速性、准确性的要求。
[0042]
本控制器装置集成控制处理器、人机操作屏幕、开关量输入模块、开关量输出模块、温度输入模块、模拟量输入模块、工业以太网接口模块、串口通讯接口模块、运转操作按键、状态指示灯、外部存储器接口，所有模块彼此间均与处理器相互连接。
[0043]
控制器集成4.3寸彩色触摸屏，可以用来设置参数、显示数据、监控设备状态、以曲线/动画等形式描绘设备控制过程。触摸屏功能强大，显示及操作更加方便、快捷，可方便地创造友好的人机界面。
[0044]
根据成型机周边设备实际使用状况，控制器配置了12个开关量输入和16个开关量输出模块，输入输出点数可满足成型机周边设备中干燥机、模温机、冷水机等设备的逻辑控制。
[0045]
根据成型机周边设备实际使用状况，控制器配置了3通道温度传感器输入模块，包括温度输入单元和温度控制单元，匹配k型热电偶和pt热电阻两种常用的温度传感器。控制器内置pid温控指令，plc编程是可直接调出使用，具有较高温控精度。
[0046]
根据成型机周边设备实际使用状况，控制器集成了2通道模拟量输入模块，可实现流量控制、压力控制、风量控制、露点控制等功能，满足成型机周边设备的行业需求。
[0047]
控制器配置了工业领域常用的工业以太网接口模块，可以进行设备间网络通讯，或与上位机进行网络通讯，满足用户通讯需求。
[0048]
控制器配置了rs232/422/485三种常用通讯规格的通讯串口，可以进行设备间网络通讯，或与上位机进行网络通讯，满足用户通讯需求。
[0049]
控制器配置了4个操作用物理按键及相对应的超亮型led指示灯。成型机周边设备使用工况较复杂，在某些情况下，用户不方便通过触摸屏进行操作，给用户带来较大的不便。例如:在冬天寒冷的环境下，用户戴上手套后；用户维护设备接触过油、水或粉尘后，无法为触摸屏提供正确有效的触屏信号时，可方便的通过物理按键进行设备的开关机、警报复位等操作，同时通过按键指示灯的亮灭状态，可在离设备较远处即可知道设备的运转状态。
[0050]
控制器配置了外部存储器接口模块，利用嵌入式microsd卡槽，插入sd卡后可进行设备运转数据的保存。同时，控制器以太网联机后，可在远端pc机读取存储在sd卡的数据；或直接取出sd卡，利用pc机进行数据导出并追踪设备的运转信息。
[0051]
通过sd卡可进行设备程序的下载及维护更新，实现了客户可自行维护更新程序的功能。
[0052]
如图1所示，在本实用新型的具体实施方式中，kms-g02控制器是一种集合人机界面、专业型plc的控制器，属于彩色液晶显示功能的控制器，能进行程序控制、温度调节，记录，日历，图表，数据处理，是本公司专门为成型机周边设备中干燥机、模温机、冷水机等涉及温度控制机器量身定制的控制器。
[0053]
本控制器集成各种控制模块，包括微处理器arm主控制器模块及其存储器模块、温度输入模块、压力/流量/风量/露点控制模拟量模块、工业以太网接口模块、串行通讯接口模块、can通讯模块等。
[0054]
本控制器具有可靠性高，抗干扰能力强，功能完善，适用性强，应用系统稳定的特点，可提高成型机周边设备应用系统的性价比，为用户降低成本。
[0055]
如图2所示，区域
①
为控制器的触摸屏幕显示区域。区域
②
为控制器的操作按键。每个按键右上部配置超亮型led指示灯，指示设备的运转状况。区域
③
为控制器的电源指示灯和控制器异常指示灯。
[0056]
触摸屏的规格如表1所示。
[0057]
项目规格说明尺寸4.3寸，16:9式样，tft显示亮度300cd/m2以上触摸屏电阻屏显示区域800
×
480点(24位色)寿命50,000小时背光25,000小时备份flash
[0058]
控制器规格如下：
[0059]
1、电源电压：dc24v；
[0060]
2、控制器芯片：stm32f107；
[0061]
3、光耦合输入(dc24/12v):12点；
[0062]
4、晶体管输出(dc24v)：12点；
[0063]
5、scr输出(ac220v)：2点；
[0064]
6、温度输入(k型/pt100)：3通道；
[0065]
7、模拟量输入(0～20ma/4～20ma)：2通道；
[0066]
8、rs-422/485通讯功能：1通道；
[0067]
9、rs-232c/485通讯功能：2通道；
[0068]
10、rj45以太网接口：1通道；
[0069]
11、usb专用通讯：1通道；
[0070]
enternetrj45以太网通讯口microsdmicrosd存储卡插口
tb1电源(dc24v)cn7数字量输入(8点)usb方口usbcn8数字量输入(4点)cn2数字量输出(8点,晶体管)ch1温度传感器输入1cn3数字量输出(4点,晶体管)ch2温度传感器输入2cn4数字量输出(2点,scr)ch3温度传感器输入3cn9rs232/485通讯口i1+模拟量输入1cn10rs232/485通讯口i2+模拟量输入2
ꢀꢀ
cn6rs422/485通讯口
[0071]
数字量输入规格(cn7/cn8)如下：
[0072][0073]
晶体管输出规格(cn2/cn3)如下：
[0074][0075][0076]
scr输出规格(cn4)如下：
[0077][0078]
温度输入规格(ch1/ch2/ch3)如下：
[0079][0080]
模拟量输入规格(i1+/i2+)如下：
[0081][0082]
串口通讯规格(cn6)如下：
[0083]
[0084][0085]
扩展通讯规格(cn9、cn10)如下：
[0086]
项目规格说明通讯规格rs232/485通讯传梯速度软件选择传梯距离总延长15米(rs232)、400米(rs485)连接台数软件选择外部连接2线连接
[0087]
以太网通讯规格(cn5)如下：
[0088]
项目规格说明通讯规格rj45以太网传梯速度10m/100m自适应传梯距离总延长100m外部连接rj45网线
[0089]
usb接口规格如下：
[0090]
项目规格说明形式usb方口,程序下载专用口
ꢀꢀ
[0091]
采用了本实用新型的同时具有触摸屏和plc功能的控制器结构，是一种集合人机界面、专业型plc的控制器，属于彩色液晶显示功能的控制器，能进行程序控制、温度调节，记录，日历，图表，数据处理，是专门为成型机周边设备中干燥机、模温机、冷水机等涉及温度控制机器量身定制的控制器。本控制器集成各种控制模块，包括微处理器arm主控制器模块及其存储器模块、温度输入模块、压力/流量/风量/露点控制模拟量模块、工业以太网接口模块、串行通讯接口模块、can通讯模块等。本控制器具有可靠性高，抗干扰能力强，功能完善，适用性强，应用系统稳定的特点，可提高成型机周边设备应用系统的性价比，为用户降低成本。
[0092]
在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。