提供高空间效率输入/输出接口的可编程逻辑控制器的制作方法

1.本发明涉及一种可编程逻辑控制器(plc，programmable logic controller)，尤其涉及一种提供高空间效率输入/输出接口的可编程逻辑控制器(plc)。


背景技术：

2.可编程逻辑控制器(plc，programmable logic controller)是一种在工业厂房等的自动控制以及监视中使用的控制装置，从外部设备接收信号并按照所输入的编程逻辑依次进行处理，并以其输出为基础对外部装置进行控制。
3.在自动控制系统中，起到可编程逻辑控制器(plc)控制面板的核心作用的部分为中央处理器(cpu)模块以及输入/输出模块，但是占据空间最多的却是电源部以及端子台。通常，传统的可编程逻辑控制器(plc)是将接线板或插头插座作为端子使用，但是因为端子大小所造成的空间限制或接线的复杂性而具有难以对其输入/输出进行扩展、维护保养困难以及当设备出现问题时难以及时做出应对的问题。


技术实现要素：

4.为了解决如上所述的现有问题，本发明的目的在于提供一种接线简单且具有高空间效率输入/输出接口的可编程逻辑控制器(plc)。
5.为了解决如上所述的现有问题，本发明的另一目的在于提供一种接线简单且具有高空间效率输入/输出接口的可编程逻辑控制器(plc)的主单元。
6.为了解决如上所述的现有问题，本发明的又一目的在于提供一种接线简单且具有高空间效率输入/输出接口的可编程逻辑控制器(plc)的接口单元。
7.为了达成如上所述的目的，本发明提供一种可编程逻辑控制器(plc)，作为包括主单元以及通过系统总线与所述主单元互联的多个接口单元的可编程逻辑控制器(plc)，所述主单元包括用于对输入/输出进行控制并对处理指令的控制部以及用于执行数据的输入/输出的多个第一rj45端子，通过所述各个第一rj45端子的各个针脚配置最多8个信号，所述接口单元包括用于连接来自所述第一rj45端子的信号线的第二rj45端子以及用于与外部设备建立信号连接的互连组件，所述接口单元的数量可扩展至所述第一rj45端子的数量。
8.为了达成如上所述的另一目的，本发明提供一种主单元，作为用于通过系统总线与至少一个接口单元互联的可编程逻辑控制器(plc)的主单元，所述主单元，包括：控制部，用于对输入/输出进行控制并对处理指令；以及，至少一个第一rj45端子，用于执行数据的输入/输出；通过所述各个第一rj45端子的各个针脚配置最多8个信号，通过所述第一rj45端子与包含于所述接口单元的第二rj45端子的互联而实现信号线的连接，所述接口单元的连接数量等于所述第一rj45端子的数量。
9.为了达成如上所述的又一目的，本发明提供一种接口单元，作为用于通过系统总线与在权利要求7中记载的可编程逻辑控制器(plc)的主单元互联的接口单元，包括用于连
接来自所述主单元的第一rj45端子的信号线的第二rj45端子以及用于与外部设备建立信号连接的互连组件，所述接口单元根据所述主单元的构成配备单独的组件对象模型(com)端子，通过利用所述组件对象模型(com)端子以及所述主单元的组件对象模型(com)端子连接公共信号线，通过所述第二rj45端子构成最多8个输入/输出通道，或通过利用所述第一rj45端子的特定针脚以及所述第二rj45端子的特定针脚连接公共信号线，通过所述第二rj45端子构成最多7个输入/输出通道。
10.本发明的可编程逻辑控制器(plc)可以利用rj45统一总线大小并简化接线，从而提升空间效率并提供灵活的输入/输出扩展系统。此外，利用本发明的可编程逻辑控制器(plc)可以通过将状态显示发光二极管(led)分类成用于指定rj45端子的发光二极管(led)组以及用于指定端子的针脚编号的发光二极管(led)组而可变地指定信号线，从而灵活应对输入/输出接口的扩展并提升空间效率。
附图说明
11.图1是对适用本发明之一实施例的可编程逻辑控制器(plc)的构成进行图示的块图。
12.图2是对适用本发明之一实施例的可编程逻辑控制器(plc)的公共信号线连接的实例进行图示的块图。
13.图3是对适用本发明之一实施例的可编程逻辑控制器(plc)的公共信号线连接的另一实例进行图示的块图。
14.图4是对适用本发明之一实施例的可编程逻辑控制器(plc)的状态显示发光二极管(led)的构成进行图示的块图。
具体实施方式
15.本发明可以进行各种变更并具有多种实施例，接下来将在附图中对特定的实施例进行例示并进行详细的说明。但是，这并不是为了将本发明限定于特定的实施形态，而是应该理解为包含本发明的思想以及技术范围内所包含的所有变更、均等物乃至替代物。在对各个附图进行说明的过程中，对于相同的构成要素使用了类似的参考编号。
16.在对不同的构成要素进行说明的过程中可能会使用如第一、第二、a以及b等术语，但是所述构成要素并不因为所述术语而受到限定。所述术语只是用于将一个构成要素与其他构成要素进行区分。例如，在不脱离本发明的权利要求范围的前提下，第一构成要素也可以被命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被命名为第以构成要素。术语和/或包含多个相关记载项目的组合或多个相关记载项目中的某一个项目。
17.当记载为某个构成要素与其他构成要素“连接”或“互联”时，应该理解为既可以与其他构成要素直接连接或互联，也可以在中间有其他构成要素存在。与此相反，当记载为某个构成要素与其他构成要素“直接连接”或“直接互联”时，应该理解为中间没有其他构成要素存在。
18.在本技术中所使用的术语只是用于对特定的实施例进行说明，而不是为了对本发明做出限定。除非上下文中有明确的相反含义，否则单数型语句还包含复数型含义。在本技术中，如“包括”或“具有”等术语只是用于指定说明书中所记载的特征、数字、步骤、动作、构
成要素、部件或所述之组合存在，并不应该理解为预先排除一个或多个其他特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或所述之组合存在或被附加的可能性。
19.除非另有定义，否则包括技术性以及科学性术语在内的在此所使用的所有术语的含义与具有本发明所属技术领域之一般知识的人员所通常理解的含义相同。通常所使用的已在词典中做出定义的术语的含义应该解释为与在相关技术的上下文上具有的含义一致，而且在本说明中除非另有明确的定义，否则不应该解释为过于理想化或夸张形式的含义。
20.接下来，将参阅附图对适用本发明的较佳实施例进行详细的说明。
21.如下述示例性说明，适用本发明的可编程逻辑控制器(plc，programmable logic controller)可以是指由通过以微处理器以及存储器为中心构成而起到人类的大脑作用的中央处理装置(cpu)、用于建立与外部设备的信号连接的输入/输出部、用于向各个部供应电源的电源部以及用于向可编程逻辑控制器(plc)内的存储器记录程序的周边装置构成的在工业领域使用的通常的可编程逻辑控制器(plc)。此外，本发明的可编程逻辑控制器(plc)可以是对中央处理装置(cpu)模块、输入输出模块(数字量输入(di)模块、数字量输出(do)模块、模拟量输入(ai)模块、模拟量输出(ao)模块以及混合模块等)以及特殊功能模块等的统称。
22.因此，在下述内容中进行说明的适用本发明的可编程逻辑控制器(plc)的主单元可以是指安装有专为可编程逻辑控制器(pc)开发的中央处理装置(cpu，central processing unit)或微处理器装置(mpu，micro processor unit)等，且安装有随机访问存储器(ram，random access memory)以及记录有系统程序的只读存储器(rom，read only memory)，从而通过对存储在存储器中的程序进行解析而处理指令并对输入/输出进行控制的单元。此外，适用本发明的可编程逻辑控制器(plc)的接口单元可以是与主单元物理分离并通过rj45连接，包括用于与外部设备进行信号的接收/发送的互连组件(例如，连接来自外部的输入/输出信号线的接线板等端子部)的单元。使用者可以根据需要将接口单元适用于如数字量输入(di)、数字量输出(do)、模拟量输入(ai)以及模拟量输出(ao)等各种输入/输出。
23.此外，在下述内容中提及的rj45端子可以是指可与配备有8个狭槽以及8个接触部的rj45接头互联的插口。rj45线缆(或以太网线缆)可以是指在两端配备有rj45接头且在内部配备有8条信号线的线缆。本发明的主单元与接口单元的通过rj45端子的连接，可以是指通过rj45线缆的接头与两侧端子直接互联。
24.此外，在接下来的本发明的实施例中，与可编程逻辑控制器(plc)的公知构成相关的一般说明可能会被省略，但是对于可以帮助理解本发明之构成的必要部分，将对公知构成进行详细说明。
25.图1是对适用本发明之一实施例的可编程逻辑控制器(plc)的构成进行图示的块图。
26.参阅图1，适用本发明之一实施例的可编程逻辑控制器(plc)，可以包括主单元100以及通过系统总线与主单元100互联的多个接口单元200。其中，系统总线可以是指可供各个硬件装置或组件彼此进行通信的通道。主单元100可以包括用于对输入/输出进行控制并处理指令的控制部120以及用于执行数据的输入/输出的多个第一rj45端子110。此时，控制部120可以是执行包括中央处理装置(cpu)(或微处理器装置(mpu))在内的功能的构成要
素。
27.此外，各个接口单元200可以包括用于连接来自主单元100的第一rj45端子110的信号线的第二rj45端子210。此外，接口单元200可以包括用于与外部设备进行信号的接收/发送的互连组件(未图示)。例如，可以包括如用于与来自外部的输入/输出信号线结合的端子(例如接线板)等。此外，接口单元200可以根据信号线的类型配备必要的构成要素(例如，继电器等)。
28.主单元100与接口单元200之间的数据传送可以通过利用两侧rj45端子110、210的线缆(例如，以太网线缆)连接300实现。
29.借此，可以利用各个第一rj45端子110的各个针脚(8个针脚)配置最多8个信号。此外，可以将接口单元200的数量可扩展至第一rj45端子110的数量。例如，如图1所示，在主单元100上配置5个第一rj45端子110的情况下，可以通过两侧rj45端子110、210之间的连接对5个接口单元200进行连接，并在各个接口单元200连接最多8条信号线。此外，各个接口单元200可以根据信号线的类型配备所需要的构成要素，例如，在需要构成8通道数字输出的情况下，可以包括8个继电器以及用于实现来自外部的输入/输出的接线板等。
30.即，可以通过利用rj45线缆300以及rj45接头301连接两侧端子110、210而节省端子所占据的空间并简化接线，从而提升空间效率并构成统一的输入/输出扩展系统。此时，本发明的rj45信号线的配置是用于对输入/输出信号进行传送的构成，并不限定于以太网通信的布线方式。
31.此外，可以将主单元100的各个第一rj45端子110的8个针脚全部作为相同类型的信号使用，也可以混用不同类型的信号(例如，数字量输入(di)、数字量输出(do)、模拟量输入(ai)、模拟量输出(ao)以及通用输入(ui)等)。除了作为公共信号线使用的针脚之外，可以全部使用相同类型的信号，也可以按照与针脚编号相同的顺序配置信号。例如，可以按照向1号rj45端子110的针脚配置数字量输入(di)、向2号第一rj45端子110的针脚配置数字量输出(do)、向3号第一rj45端子110的针脚配置模拟量输入(ai)、向4号第一rj45端子110的针脚配置模拟量输出(ao)、向5号第一rj45端子110的针脚配置通用输入(ui)的方式，向一个端子配置相同类型的信号，并向与其对应的接口单元200按照与针脚编号相同的顺序配置信号，从而提升构成效率以及使用便利性。
32.接下来，将参阅附图对适用本发明之一实施例的可编程逻辑控制器(plc)的公共信号线的构成进行说明。
33.图2是对适用本发明之一实施例的可编程逻辑控制器(plc)的公共信号线连接的实例进行图示的块图。
34.参阅图2，适用本发明之一实施例的可编程逻辑控制器(plc)的主单元100，可以为了指定所有第一rj45端子110的8个针脚的信号线共同使用的公共信号而配备单独的组件对象模型(com)端子140。指定到组件对象模型(com)端子140的公共信号线，可以利用单独的线缆400连接到配备于接口单元200的组件对象模型(com)端子240。借此，可以将两侧rj45端子110、210的8个针脚全部作为输入/输出信号线使用，从而在接口单元200中构成最多8个输入/输出通道221。其中，组件对象模型(com)端子可以是指可供多条线实现互联的公知的端子。
35.即，例如，如图2所示，在将1号端子110的8个针脚全部作为数字量输入使用并通过
单独的端子140配置公共信号的情况下，与其对应的接口单元200可以构成8通道数字量输入221而提升空间效率。公共信号线也可以通过相邻配置的接口单元的组件对象模型(com)端子240、240之间的相互连接而实现扩展连接。
36.接下来，将参阅附图对适用本发明之一实施例的可编程逻辑控制器(plc)的公共信号线的另一构成进行说明。
37.图3是对适用本发明之一实施例的可编程逻辑控制器(plc)的公共信号线连接的另一实例进行图示的块图。
38.参阅图3，适用本发明之一实施例的可编程逻辑控制器(plc)的主单元100，可以将各个第一rj45 110的各个端子的8个针脚中的特定针脚111作为公共信号线使用，公共信号线可以通过接口单元200的第二rj45端子210中的对应的针脚211连接。借此，可以将两侧rj45端子110、210的7个针脚作为输入/输出信号线使用，从而在每个接口单元200中构成最多7个输入/输出通道22。
39.即，例如，如图3所示，在将1号端子的1号针脚111作为公共信号线使用并将剩余的7个针脚全部作为数字量输入使用的情况下，与其对应的接口单元200可以以除1号针脚211之外的剩余的7个针脚为基础构成7通道数字量输入222。借此，不需要作为公共信号线的单独的端子，从而与图2中的构成相比可以进一步简化接线。
40.图4是对适用本发明之一实施例的可编程逻辑控制器(plc)的状态显示发光二极管(led)的构成进行图示的块图。
41.参阅图4，适用本发明之一实施例的可编程逻辑控制器(plc)的主单元100还可以包括用于显示信号线的状态的多个状态显示发光二极管(led)130。状态显示发光二极管(led)可以分为用于指定需要显示状态的信号线所属的第一rj45端子110的第一发光二极管(led)组131以及用于指定信号线所属的第一rj45端子110的针脚编号的第二发光二极管(led)组132进行配置。借此，控制部120可以按照一定的周期轮询各个第一rj45端子110并在第一发光二极管(led)组111以及第二发光二极管(led)组112的预先指定的发光二极管(led)中显示信号线的状态。
42.此时，第一发光二极管(led)组131至少配备与包含于主单元100中的第一rj45端子110的数量对应的发光二极管(led)，而第二发光二极管(led)组132至少配备与第一rj45端子110的针脚数量对应的，即至少8个发光二极管(led)为宜。
43.例如，如图4所示，控制部120为了显示3号端子110的2号针脚的信号线的状态，可以通过第一发光二极管(led)组131的t3-led以及第二发光二极管(led)组132的2号发光二极管(led)输出信号线的状态。附图中所图示的各个构成的编号只是用于帮助理解本发明的示例，并不是为了对本发明做出限定。
44.传统的可编程逻辑控制器(plc)的状态显示发光二极管(led)所显示的是事先固定的对象，但是本发明的可编程逻辑控制器(plc)可以通过如上所述的方式对状态显示发光二极管(led)130进行分组并可变地指定状态显示发光二极管(led)所显示的对象，从而确保高空间效率并以及输入/输出通道的灵活扩展。
45.此外，状态显示发光二极管(led)140可以根据在可编程逻辑控制器(plc)内部设定的条件显示信号线的状态，通过状态显示发光二极管(led)140输出状态的信号类型可以包括数字量输入、数字量输出、模拟量输入、模拟量输出以及通用输入等。控制部120可以在
模拟量输入、模拟量输出以及通用输入的情况下，按照各个信号的类型适用事先设定的阈值，从而通过状态显示发光二极管(led)140输出信号线的状态。
46.例如，在将电压的阈值指定为3v的情况下，当通过与作为模拟量输入使用的2号rj45端子110连接的接口单元200的3号通道加载3.1v的电压时，可以点亮第一发光二极管(led)组131的t2-led以及第二发光二极管(led)组132的2号发光二极管(led)，而在加载2.9v的电压时可以熄灭。如上所述的功能，可以在构建自动控制系统或维护保养时有效利用。
47.如上所述的本发明的可编程逻辑控制器(plc)可以利用rj45统一总线大小并简化接线，从而提升空间效率并提供灵活的输入/输出扩展系统。此外，可以通过状态显示发光二极管(led)的分组可变地调整指定信号线，从而灵活应对输入/输出的扩展并提升空间效率。
48.在上述内容中参阅本发明的较佳实施例进行了说明，但是相关技术领域的熟练的从业人员应该可以理解，可以在不脱离所附的权利要求书中所记载的本发明的思想以及领域的范围内对本发明进行各种修改以及变更。