專利名稱：一種用于位移傳感器的plc擴(kuò)展裝置及控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可編程控制領(lǐng)域，尤其涉及一種用于位移傳感器的PLC( ProgrammabIe Logic Controller，可編程邏輯控制器)的擴(kuò)展裝置及控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
位移傳感器(電子尺)是能夠把直線機(jī)械位移量轉(zhuǎn)換成電信號的裝置，其已廣泛的使用于眾多自動化設(shè)備中，比如塑料成型設(shè)備?，F(xiàn)有技術(shù)中，位移傳感器通常安裝于機(jī)電一體化設(shè)備的傳動機(jī)構(gòu)上，并在PLC控制裝置的控制下對傳動機(jī)構(gòu)的運(yùn)行位置進(jìn)行實(shí)時位置反饋。PLC控制器通過連續(xù)監(jiān)測位移傳感器在設(shè)備上的位置反饋值，對其進(jìn)行連續(xù)運(yùn)動控制。由于動力驅(qū)動機(jī)構(gòu)的平穩(wěn)運(yùn)行關(guān)系到人的安全，設(shè)備的安全，以及被加工材料的安全，因此，PLC控制裝置對運(yùn)動機(jī)構(gòu)運(yùn)行位置的控制至關(guān)重要。目前，用于位移傳感器的PLC控制裝置的電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，存在一定的安全隱患。例如現(xiàn)有的機(jī)構(gòu)安全設(shè)計(jì)通常是在機(jī)構(gòu)上安裝限位開關(guān)，將限位開關(guān)的信息值輸入到主PLC控制器中，再由主PLC控制器執(zhí)行安全防護(hù)措施。該種安全防護(hù)方式在當(dāng)主PLC 控制器自身失效，或主PLC控制器運(yùn)行速度慢導(dǎo)致輸入響應(yīng)慢等異常狀況的條件下容易出現(xiàn)機(jī)構(gòu)撞車、位移傳感器拉桿(推桿)拉脫(頂出)等安全事故。也就是說，現(xiàn)有的建立在PLC 主控制器工作正常、主PLC控制器處理與響應(yīng)速度足夠快基礎(chǔ)上的安全防護(hù)方式已不能滿足全面防護(hù)的實(shí)際需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種用于位移傳感器的PLC擴(kuò)展裝置及控制系統(tǒng)，提升了位移傳感器的安全防護(hù)功能，可獨(dú)立控制位移傳感器的限位工況，能夠提供安全保護(hù)輸出控制，穩(wěn)定高效。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種用于位移傳感器的PLC擴(kuò)展裝置，包括用于輸入位移傳感器位置信息的位移傳感器接入電路、用于存儲對應(yīng)所述位移傳感器的限制值信息的寄存器、用于根據(jù)所述寄存器存儲的所述限制值信息，檢測由所述位移傳感器接入電路輸入的所述位置信息是否超出所述限制值信息并可進(jìn)行告警信息輸出的處理器，所述位移傳感器接入電路和所述寄存器分別與所述處理器電連接；
所述用于位移傳感器的PLC擴(kuò)展裝置還包括用于與主PLC控制器建立連接的通訊接口、限位告警輸出電路以及為各個工作電路供電的模塊工作電源，所述通訊接口和所述限位告警輸出電路分別與所述處理器電連接。優(yōu)選的，所述位移傳感器接入電路設(shè)置為多路，其包括多組用于接入所述位移傳感器的輸入端口、分別與所述多組輸入端口相連接的電壓信號輸入處理前端電路以及用于循環(huán)掃描所述多組輸入端口并可在其間進(jìn)行切換的多路開關(guān)；
所述電壓信號輸入處理前端電路與所述多路開關(guān)電連接，所述多路開關(guān)與所述處理器電連接。優(yōu)選的，所述位移傳感器接入電路還包括用于將由所述輸入端口輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換為所述位移傳感器位置信息數(shù)字信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別與所述多路開關(guān)和所述處理器電連接。優(yōu)選的，所述位移傳感器接入電路還包括用于為所述位移傳感器供電的位移傳感器電源輸出，所述電源輸出分別接入所述多路位移傳感器接入電路中。優(yōu)選的，所述寄存器包括對應(yīng)存儲所述位移傳感器的左限制位置信息值的左限位值寄存器和對應(yīng)存儲所述位移傳感器的右限制位置信息值的右限位值寄存器，所述左限位值寄存器和所述右限位值寄存器分別與所述處理器電連接。本發(fā)明還公開了一種用于位移傳感器的PLC控制系統(tǒng)。本發(fā)明所提供的用于位移傳感器的PLC擴(kuò)展裝置及控制系統(tǒng)，由于設(shè)置分別與處理器相連接的位移傳感器接入電路、寄存器、通訊接口以及限位告警輸出電路，處理器可通過通訊接口與主PLC控制器進(jìn)行實(shí)時信息交互；處理器可分別通過位移傳感器接入電路獲取電子尺的當(dāng)前實(shí)際位置值和存儲于寄存器中的限制值信息，實(shí)時判斷電子尺的實(shí)際位置是否超出電子尺的有效行程，并可通過限位告警輸出電路輸出急停和/或告警信息。本發(fā)明提升了位移傳感器的安全防護(hù)功能，在主PLC控制器與擴(kuò)展裝置通訊異常、主PLC控制器自身失效，或主PLC控制器運(yùn)行速度慢導(dǎo)致輸入響應(yīng)慢狀況下，PLC擴(kuò)展裝置及控制系統(tǒng)可獨(dú)立控制位移傳感器的限位工況，能夠提供安全保護(hù)輸出控制，穩(wěn)定高效。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實(shí)施例用于位移傳感器的PLC擴(kuò)展裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例用于位移傳感器的PLC擴(kuò)展裝置實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述。參見圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于位移傳感器的PLC擴(kuò)展裝置，包括用于輸入位移傳感器位置信息的位移傳感器接入電路1、用于存儲對應(yīng)位移傳感器的限制值信息的寄存器2、用于根據(jù)寄存器2存儲的限制值信息，檢測由位移傳感器接入電路1輸入的位置信息是否超出限制值并可輸出告警信息的處理器3，位移傳感器接入電路1和寄存器2 分別與處理器3電連接；
用于位移傳感器的PLC擴(kuò)展裝置還包括用于與PLC處理器建立連接的通訊接口 4、用于接入電機(jī)驅(qū)動器或連鎖保護(hù)裝置的限位告警輸出電路5以及為各個工作電路供電的模塊工作電源6，通訊接口 4和限位告警輸出電路5分別與處理器3電連接。位移傳感器接入電路1是用于接入位移傳感器及對位移傳感器的當(dāng)前位置信息進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換的電路結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖2所示，位移傳感器接入電路1設(shè)置為多路，其包括多組用于接入位移傳感器的輸入端口 11、分別與多組輸入端口 11相連接的電壓信號輸入處理前端電路12以及用于循環(huán)掃描多組輸入端口 11并在其間進(jìn)行切換的多路開關(guān)13。其中，電壓信號輸入處理前端電路12與多路開關(guān)13電連接，多路開關(guān)13與處理器3電連接。輸入端口 11是位移傳感器接入電路1的I/O接入端口，本實(shí)施例共設(shè)置三個，也就是說，本發(fā)明的擴(kuò)展裝置可以接入一路電子尺，也可以接入多路電子尺。與輸入端口 11 設(shè)置相連的是電壓信號輸入處理前端電路12，其能夠起到濾波的作用，使由輸入端口 11輸入的位移傳感器的電壓信號更趨穩(wěn)定。本實(shí)施例中，電壓信號輸入處理前端電路12與輸入端口 11設(shè)置為與輸入端口 11相適配的三個。與上述三路電壓信號輸入處理前端電路12 設(shè)置相連的是多路開關(guān)13，多路開關(guān)13的作用是對上述三組輸入端口 11進(jìn)行循環(huán)掃描，并通過其掃描檢測接入擴(kuò)展裝置電子尺的路數(shù)；此外，多路開關(guān)13還可以在多路電子尺端口中進(jìn)行切換，以便后續(xù)對接入位移傳感器接入電路1中的多路電子尺的當(dāng)前位置信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換。優(yōu)選的實(shí)施方式中，位移傳感器接入電路1還包括用于將由輸入端口 11輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換為位移傳感器位置信息數(shù)字信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器14，模數(shù)轉(zhuǎn)換器14分別與多路開關(guān)13和處理器3電連接。實(shí)施時，模數(shù)轉(zhuǎn)換器14將由多路開關(guān)13掃描輸入的電壓模擬信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并輸出相應(yīng)的數(shù)字信號至處理器3中。以上為位移傳感器進(jìn)行供電的是位移傳感器電源輸出15，其分別接入多路位移傳感器接入電路1中為電子尺提供穩(wěn)定供電環(huán)
^Ml O寄存器2是用于存儲對應(yīng)位移傳感器的位置限制值信息的設(shè)備，通過在寄存器2 中設(shè)置位置限制值信息，使得本發(fā)明的擴(kuò)展裝置可以在不設(shè)置左右限位開關(guān)的情況下實(shí)現(xiàn)對位置傳感器有效行程的控制。寄存器2包括對應(yīng)位移傳感器的左限制位置信息值的左限位值寄存器LR和對應(yīng)位移傳感器的右限制位置信息值的右限位值寄存器RR，左限位值寄存器LR和右限位值寄存器RR分別與處理器3電連接。處理器3可根據(jù)寄存器2存儲的限制值信息，檢測由位移傳感器接入電路1輸入的位置信息是否超出位置限制值并可輸出急停或告警信息。具體實(shí)施時，每一路電子尺均可按照上述兩個寄存器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行配置，處理器3 可分別讀取經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器14轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號以及存儲于寄存器2中存儲的限制值信息并判斷電子尺是否超出電子尺的有效行程。其中，左限位值寄存器LR和右限位值寄存器RR 分別存儲的左限制位置信息值和右限制位置信息值可在擴(kuò)展裝置初始化過程中進(jìn)行設(shè)置， 由主PLC控制器或本發(fā)明擴(kuò)展裝置的處理器3進(jìn)行寫入，該信息值可根據(jù)應(yīng)用的實(shí)際狀況進(jìn)行改變。處理器3是分別與多路位移傳感器接入電路1、寄存器2、通訊接口 4以及限位告警輸出電路5相連接的控制電路結(jié)構(gòu)，其可控制移傳感器接入電路1獲取電子尺當(dāng)前實(shí)際位置信息值，也可控制寫入和讀取寄存器2中存儲的限制位置信息值，還可以通過判斷或檢測電子尺當(dāng)前的實(shí)際位置值是否達(dá)到限制值信息控制限位告警輸出電路5進(jìn)行急?；蚋婢畔⒌妮敵?。具體實(shí)施時，處理器3可通過通訊接口 4與主PLC控制器相連，用于與主 PLC控制器進(jìn)行部分控制信息的接收或發(fā)送。限位告警輸出電路5是用于接入電機(jī)驅(qū)動器或連鎖保護(hù)裝置的電路結(jié)構(gòu)，其作用是連接電子尺上相應(yīng)的保護(hù)設(shè)備并接收相應(yīng)的處理器3輸出的告警信息。在上述實(shí)施方式中，當(dāng)處理器3判斷或檢測電子尺的實(shí)際位置值已經(jīng)達(dá)到寄存器2中存儲的限制值信息時， 處理器3輸出的急停和/或告警信息可經(jīng)該限位告警輸出電路5輸出，由于與電子尺相連的保護(hù)設(shè)置接入限位告警輸出電路5中，其接收該急停信息和/或告警信息后立即執(zhí)行相應(yīng)的操作。這樣，通過限位告警輸出電路5可有效的對限制位急停信息進(jìn)行輸出，保護(hù)到位移傳感器驅(qū)動機(jī)構(gòu)的安全；由于上述急?；蚋婢畔⒖赏ㄟ^擴(kuò)展裝置的處理器3發(fā)出，不需要通過主PLC控制器的干預(yù)直接進(jìn)行有效輸出，克服了使用主PLC控制器部分條件下運(yùn)行速度慢、驅(qū)動異常等問題，可避免因上述主PLC控制器異常導(dǎo)致的機(jī)構(gòu)撞車、位移傳感器拉桿(推桿)拉脫(頂出)等事故。具體實(shí)施時，限位告警輸出電路5可由用戶根據(jù)具體應(yīng)用連接電機(jī)驅(qū)動器或其他連鎖保護(hù)裝置，上述實(shí)施方式中的各個工作電路的電源由模塊工作電源6進(jìn)行提供。本發(fā)明還公開了一種用于位移傳感器的PLC控制系統(tǒng)，包括主PLC控制器9以及上述用于位移傳感器的PLC擴(kuò)展裝置，主PLC控制器9通過通訊接口 4連接至處理器3，與處理器3進(jìn)行部分控制信息的接收或發(fā)送。該用于位移傳感器的PLC控制系統(tǒng)還可以包括電機(jī)驅(qū)動器或連鎖保護(hù)裝置，該電機(jī)驅(qū)動器或連接保護(hù)裝置接入限位告警輸出電路5中，執(zhí)行處理器3輸出的急停和/或告警信息。本發(fā)明的一種用于位移傳感器的PLC控制系統(tǒng)的實(shí)施方式與上述用于位移傳感器的PLC擴(kuò)展裝置的實(shí)施方式相同，此處不再贅述。實(shí)施本發(fā)明的用于位移傳感器的PLC擴(kuò)展裝置及控制系統(tǒng)，由于設(shè)置分別與處理器相連接的位移傳感器接入電路、寄存器、通訊接口以及限位告警輸出電路，處理器可通過通訊接口與主PLC控制器進(jìn)行實(shí)時信息交互；處理器可分別通過位移傳感器接入電路獲取電子尺的當(dāng)前實(shí)際位置值和存儲于寄存器中的限制值信息，實(shí)時判斷電子尺的實(shí)際位置是否超出電子尺的有效行程，并可通過限位告警輸出電路輸出急停和/或告警信息。本發(fā)明提升了位移傳感器的安全防護(hù)功能，在主PLC控制器與擴(kuò)展裝置通訊異常、主PLC控制器自身失效，或主PLC控制器運(yùn)行速度慢導(dǎo)致輸入響應(yīng)慢狀況下，PLC擴(kuò)展裝置及控制系統(tǒng)可獨(dú)立控制位移傳感器的限位狀況，并可提供保護(hù)輸出控制，穩(wěn)定高效。以上所揭露的僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于位移傳感器的PLC擴(kuò)展裝置，其特征在于，包括用于輸入位移傳感器位置信息的位移傳感器接入電路(1)、用于存儲對應(yīng)所述位移傳感器的限制值信息的寄存器 (2)以及用于根據(jù)所述寄存器(2)存儲的所述限制值信息，檢測由所述位移傳感器接入電路 (1)輸入的所述位置信息是否超出所述限制值信息并可進(jìn)行告警信息輸出的處理器(3)，所述位移傳感器接入電路(1)和所述寄存器(2)分別與所述處理器(3)電連接；所述用于位移傳感器的PLC擴(kuò)展裝置還包括用于與主PLC控制器建立連接的通訊接口 (4)、限位告警輸出電路(5)以及為各個工作電路供電的模塊工作電源(6)，所述通訊接口 (4 )和所述限位告警輸出電路(5 )分別與所述處理器(3 )電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的用于位移傳感器的PLC擴(kuò)展裝置，其特征在于，所述位移傳感器接入電路(1)設(shè)置為多路，其包括多組用于接入所述位移傳感器的輸入端口(11)、分別與所述多組輸入端口(11)相連接的電壓信號輸入處理前端電路(12)以及用于循環(huán)掃描所述多組輸入端口(11)并可在其間進(jìn)行切換的多路開關(guān)(13)；所述電壓信號輸入處理前端電路(12)與所述多路開關(guān)(13)電連接，所述多路開關(guān) (13)與所述處理器(3)電連接。
3.如權(quán)利要求2所述的用于位移傳感器的PLC擴(kuò)展裝置，其特征在于，所述位移傳感器接入電路(1)還包括用于將由所述輸入端口(11)輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換為所述位移傳感器位置信息數(shù)字信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(14)，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(14)分別與所述多路開關(guān)(13)和所述處理器(3)電連接。
4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的用于位移傳感器的PLC擴(kuò)展裝置，其特征在于，所述位移傳感器接入電路(1)還包括用于為所述位移傳感器供電的位移傳感器電源輸出(15)，所述電源輸出(15)分別接入所述多路位移傳感器接入電路(1)中。
5.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的用于位移傳感器的PLC擴(kuò)展裝置，其特征在于，所述寄存器(2)包括對應(yīng)存儲所述位移傳感器的左限制位置信息值的左限位值寄存器(LR)和對應(yīng)存儲所述位移傳感器的右限制位置信息值的右限位值寄存器(RR)，所述左限位值寄存器 (LR)和所述右限位值寄存器(RR)分別與所述處理器(3)電連接。
6.一種用于位移傳感器的PLC控制系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的用于位移傳感器的PLC擴(kuò)展裝置以及主PLC控制器(9 )，其中所述主PLC控制器(9 )通過所述通訊接口(4)連接至所述處理器(3)。
7.如權(quán)利要求6所述的用于位移傳感器的PLC控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括電機(jī)驅(qū)動器或連鎖保護(hù)裝置，所述電機(jī)驅(qū)動器或所述連接保護(hù)裝置接入所述限位告警輸出電路(5) 中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于位移傳感器的PLC擴(kuò)展裝置，包括位移傳感器接入電路、寄存器以及用于根據(jù)寄存器存儲的限制值信息，檢測由位移傳感器接入電路輸入的位置信息是否超出限制值信息并可進(jìn)行告警信息輸出的處理器，位移傳感器接入電路和寄存器分別與處理器電連接；還包括用于與主PLC控制器建立連接的通訊接口、限位告警輸出電路以及模塊工作電源，通訊接口和限位告警輸出電路分別與處理器電連接。本發(fā)明還公開了一種用于位移傳感器的PLC控制系統(tǒng)。實(shí)施本發(fā)明的用于位移傳感器的PLC擴(kuò)展裝置及控制系統(tǒng)，提升了位移傳感器的安全防護(hù)功能，可獨(dú)立控制位移傳感器的限位工況，能夠提供安全保護(hù)輸出控制，穩(wěn)定高效。
文檔編號G05B19/05GK102540959SQ20111044613
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者戎思吉 申請人:深圳市合信自動化技術(shù)有限公司