專利名稱：一種具備多路pwm和pto輸出的可編程控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可編程控制器，尤其涉及具備高速脈沖輸出功能的可 編程控制器，屬于工業(yè)控制領域。
背景技術：
當今，可編程控制器已經(jīng)廣泛應用于自動化控制系統(tǒng)中。在很多控制系統(tǒng) 中需要可編程控制器具備P麗(脈沖寬度調(diào)制)和PT0 (脈沖序列輸出)功能， 因此具備PWM和PT0輸出功能的可編程控制器成為必要。在當前大多數(shù)可編程 控制器中P麗和PT0輸出電路均采用光耦隔離加晶體管輸出方式。但一個廣泛 存在的問題是為了提高P麗和PT0輸出電路的頻率特性，就要采用高價格光耦 和晶體管。這種解決方案造成了兩個問題，其一，可編程控制器的成本上升； 其二，具備P麗和PT0輸出功能的輸出口負載能力大大低于普通晶體管輸出口 的負載能力，也就是說P麗和PT0輸出口不具備與普通晶體管輸出口等同的負 載能力。另外，絕大多數(shù)小型的可編程控制器只提供1路或2路PWM和PT0 輸出，這給需要使用多路P麗和PTO的系統(tǒng)造成了不便。
為了提高脈沖輸出頻率，很多可編程控制器采用了專門的脈沖輸出單元， 其結(jié)構如申請?zhí)枮?3145318. X所描述。這種方案增加了電路的復雜程度，成
本也較高。同時，該方案也使得在不使用高速脈沖輸出功能時，高速脈沖輸出
口無法作為普通的邏輯輸出口使用。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種具備多路PWM和PTO輸出功能的低成 本可編程控制器。
為達到上述目的，本實用新型的技術方案是該可編程控制器包括電源模塊、主芯片、輸入電路、輸出電路、指示燈、編程口和現(xiàn)場總線接口 等部件。
主芯片釆用高速高性能芯片，該芯片具有一個PWM輸出控制器，可同 時輸出6路高速脈沖信號。
所有輸出口輸出晶體管均采用相同型號的P溝道增強型場效應管，保證 了高速脈沖輸出口與普通輸出口具備相同的負載能力。
為節(jié)省成本所有輸出口采用的光耦隔離器均選用普通低速光耦，高速脈沖 輸出口也不例外。高速脈沖輸出口的輸出電路采用了特殊結(jié)構，這種設計使得 輸出電路的頻率特性大大提高。原本必須使用高價的高速光耦才能實現(xiàn)的功 能，現(xiàn)在使用較低成本的低速光耦也可實現(xiàn)。
通過以上技術方案，很好的實現(xiàn)了一種具備多路PWM和PTO輸出功能 的可編程控制器。
該可編程控制器的輸出電路采用晶體管輸出。其中6路可通過用戶軟件配 置成高速脈沖輸出口和普通晶體管輸出口 ，其余的輸出口只可作為普通晶體管 輸出口使用。高速脈沖輸出口可輸出兩種信號PWM (脈沖寬度調(diào)制)信號 和PTO (脈沖序列輸出)信號。這6路輸出可獨立配置成不同的輸出類型， 輸出PWM信號時占空比可獨立設置，作為高速脈沖輸出口使用時，輸出的脈 沖頻率不可獨立改變。
本實用新型的有益成果該可編程控制器可提供6路高速脈沖信號(脈寬 調(diào)制信號或脈沖鏈信號)輸出口。所有的輸出晶體管都采用普通低成本光耦與 內(nèi)部電路進行隔離，降低了可編程控制器的成本，高速脈沖輸出口采用了特殊 結(jié)構的電路，使其頻率特性大大提高。由于所有輸出口輸出晶體管采用相同型 號的場效應管，保證了所有輸出口具備相同的負載能力。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的技術方案作比較詳細地說明。

圖1為本實用新型的可編程控制器構成框圖；圖2為本實用新型的高速脈沖輸出電路與主芯片連接示意圖； 圖3為本實用新型的高速脈沖輸出電路原理圖。
具體實施方式

如圖1所示，該可編程控制器包括電源模塊7、主芯片1、輸入電路4、 輸出電路5、指示燈6、編程口 2和現(xiàn)場總線接口 3等部件。
如圖2所示，主芯片采用高速高性能32位ARM芯片LPC2378。該芯片 具有一個PWM輸出控制器，可同時輸出6路高速脈沖信號。對應的六個管腳 通過設置，可輸出PWM信號，也可輸出PTO信號，也可輸出普通邏輯信號。 如圖2所示，LPC2378的6個高速脈沖輸出管腳分別為PWM1.1 PWM1.6。 6路高速脈沖輸出電路9分別與主芯片8的PWM1.1 PWM1.6相連接。把相應 管腳設置成PWM功能，然后設置相應的寄存器來設定頻率和占空比，即可實 現(xiàn)PWM信號的輸出。在PWM信號輸出的基礎上，通過改變管腳類型可實現(xiàn) PTO信號的輸出，只不過PTO信號的占空比為固定的50%。
如圖3所示，該圖為本實用新型的高速脈沖輸出口電路原理圖。
光耦U1，光耦U2采用低成本普通光耦TLP281; P溝道增強型場效應管 Q型號為IRFU9024N。電阻R1為光耦輸入二極管限流電阻。為使電路正常工 作，在M點接入24VDC電源，在N電接入OV ，在B點和N點間接入負載 電阻RL。電路正常工作時，主芯片輸出的高速脈沖信號由A點進入高速脈沖 輸出電路。A點電平為高時，反相器D1輸出低電平，同時緩沖器D2輸出高 電平，于是光耦U2的輸出晶體管導通，光耦U1的輸出晶體管截止，于是M 點電源經(jīng)過電阻R2，電阻R3和光耦U2的輸出晶體管與N點形成通路，E點 和M點形成電壓差，這個電壓差驅(qū)動P溝道增強型場效應管Q，使得Q的S 極和D極導通，于是B點呈獻24V高電平。A點電平為低時，反相器D1輸 出高電平，同時緩沖器D2輸出低電平，于是光耦U2的輸出晶體管截止，光 耦U1的輸出晶體管導通，于是F點電壓為24V高電平，因此E點和M點形 成不了電壓差，P溝道增強型場效應管Q的S極和D極無法接通，于是B點呈現(xiàn)0V低電平。由于電路的結(jié)構特點，使得電路可以傳輸頻率很高的脈沖信
號?？傊?，A點的高速脈沖波形會如實地反映到B點。
權利要求1、一種具備多路PWM和PTO功能的可編程控制器，包括電源模塊、主芯片、輸入電路、輸出電路、指示燈、編程口和現(xiàn)場總線接口部件；其特征在于該可編程控制器提供6路的高速脈沖輸出口，所有輸出口采用低速光耦作為光耦隔離器，高速脈沖輸出口與晶體管輸出口具備相同的電流負載能力。
2、 如權利要求1所述的可編程控制器，其特征在于該可編程控制器的 6路輸出口 ，可通過用戶軟件配置成高速脈沖輸出口和晶體管輸出口 。
3、 如權利要求1所述的可編程控制器，其特征在于所述高速脈沖輸出口，采用了雙光耦推挽輸出電路結(jié)構，使得輸出電路的頻率特性大大提高。
專利摘要本實用新型涉及一種可編程控制器，屬于工業(yè)控制領域。其包括電源模塊、主芯片、輸入電路、輸出電路、指示燈、編程口和現(xiàn)場總線接口等外圍部件。該可編程控制器提供24路晶體管輸出口，其中6路為高速脈沖信號(脈寬調(diào)制信號或脈沖鏈信號)輸出口。所有的輸出晶體管都采用普通低成本光耦與內(nèi)部電路進行隔離，高速脈沖輸出口采用了特殊結(jié)構的電路，使其頻率特性大大提高。該可編程控制器的高速脈沖輸出口還可以作為普通晶體管輸出口使用，由于所有輸出口輸出晶體管采用相同型號的場效應管，保證了所有輸出口具備相同的負載能力。
文檔編號G05B19/05GK201311575SQ20082015653
公開日2009年9月16日 申請日期2008年12月4日 優(yōu)先權日2008年12月4日
發(fā)明者仰恒光, 侯金華, 霖 劉, 成 應, 朱文彬, 琚長江, 曄 陸 申請人:上海電器科學研究所(集團)有限公司