摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了嵌入式可編程控制器及其I/O模塊,結(jié)合功率邏輯器件TPIC6B273的特點(diǎn),對(duì)傳統(tǒng)的輸出模塊進(jìn)行了改進(jìn),實(shí)驗(yàn)證明其簡(jiǎn)捷有效。關(guān)鍵詞：功率邏輯器件;嵌入式;I/O模塊2002年5月B版嵌入式可編程控制器及其I/O模塊為較合理地解決目前可編程邏輯控制器自身的軟硬件分配,以及與上位機(jī)通信協(xié)調(diào)工作中存在的問(wèn)題,結(jié)合**式和虛擬式的優(yōu)點(diǎn),本文基于ISA總線技術(shù)自行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了一種插卡嵌入式可編程控制器。從計(jì)算機(jī)技術(shù)概念看,該嵌
摘 要： 本文簡(jiǎn)要介紹了嵌入式可編程控制器及其I/O
模塊,結(jié)合
功率邏輯器件
TPIC6B273的特點(diǎn),對(duì)傳統(tǒng)的輸出模塊進(jìn)行了改進(jìn),實(shí)驗(yàn)證明其簡(jiǎn)捷有效。
關(guān)鍵詞： 功率邏輯器件;嵌入式;I/O模塊
2002年5月B版
嵌入式可編程控制器及其I/O模塊
為較合理地解決目前可編程邏輯控制器自身的軟硬件分配,以及與上位機(jī)通信協(xié)調(diào)工作中存在的問(wèn)題,結(jié)合**式和虛擬式的優(yōu)點(diǎn),本文基于
ISA總線技術(shù)自行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了一種插卡嵌入式可編程控制器。從計(jì)算機(jī)技術(shù)概念看,該嵌入式可編程邏輯控制器是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī),控制對(duì)象是工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程,工作于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。它的
CPU采用
AT89C52,實(shí)質(zhì)是一種智能化I/O接口卡,與工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的聯(lián)系就是通過(guò)輸入輸出(I/O)模塊實(shí)現(xiàn)的。I/O接口模塊包括輸入隔離、輸入選擇器、輸出鎖存器、驅(qū)動(dòng)電路,以及輸入/輸出顯示電路,它的任務(wù)是將被控對(duì)象或被控生產(chǎn)過(guò)程的各種變量進(jìn)行采集送入CPU處理,同時(shí)控制器又通過(guò)I/O模塊將運(yùn)算處理產(chǎn)生的輸出信息送到被控設(shè)備或生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。
I/O能力即輸入輸出點(diǎn)數(shù)的總數(shù)量決定了可編程控制器的類型,本系統(tǒng)主要針對(duì)
開(kāi)關(guān)量控制設(shè)計(jì),結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中輸入開(kāi)關(guān)量往往大于輸出量的情況,輸入輸出點(diǎn)數(shù)為64：32。
由于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)通常暴露于空間,為了保證信號(hào)準(zhǔn)確無(wú)誤的傳送,要求可編程控制器的I/O模塊具有很強(qiáng)的抗干擾能力。所以輸入模塊如圖1所示,由三片可編程并行I/O接口芯片8255和
光電隔離部分組成,輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)光電耦合器
TLP521-4隔離后,送入8255的A、B、C口。8255控制字初始化為#9BH,工作在模式0(基本輸入/輸出方式)。
對(duì)于開(kāi)關(guān)量輸出模塊,為了適應(yīng)工業(yè)過(guò)程中各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電平要求和輸出功率的要求,借助于輸出指令將開(kāi)關(guān)量的狀態(tài)置于輸出緩沖鎖存器,再經(jīng)驅(qū)動(dòng)放大后送到現(xiàn)場(chǎng),控制被控過(guò)程的
繼電器、
接觸器、電磁閥等。通常輸出模塊的解決方法有：一是采用一定功能的數(shù)字邏輯器件加上由分立元件組合成的功率驅(qū)動(dòng)電路來(lái)實(shí)現(xiàn),如緩沖鎖存器74LS273和74LS274等,提供相應(yīng)的邏輯電平(“0”或“1”),加上由晶體管、
二極管和
電阻等組成功率驅(qū)動(dòng)電路提供負(fù)載所需的功率;另一種方法是用一片集成化的功率驅(qū)動(dòng)芯片來(lái)代替第一種方法中由分立元件組成的驅(qū)動(dòng)電路,如74LS274+ULN2803或
ULN2003,此種方法在一定程度上簡(jiǎn)化了電路的設(shè)計(jì),這種芯片僅有商業(yè)級(jí)提供,個(gè)別芯片只有7個(gè)功率驅(qū)動(dòng)門,而有時(shí)往往需要8個(gè)門。這就需要2片芯片來(lái)實(shí)現(xiàn),造成一定冗余。
對(duì)于嵌入式可編程控制器,其系統(tǒng)規(guī)模和電路印刷板面積和體積受到微機(jī)自身空間條件的限制,同時(shí)還得滿足輸入輸出點(diǎn)數(shù)的需要,這就要求在設(shè)計(jì)中必須盡可能地減小某一模塊的面積及體積,以適應(yīng)系統(tǒng)要求。
表1 TPIC6B273DN功能表
