一種可擴(kuò)展的模塊化小型控制器裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種小型控制器裝置，具體地說是一種可擴(kuò)展的模塊化小型控制器裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著控制對象的復(fù)雜化和多元化，對控制器的要求也越來越高，目前市場上的小型控制器裝置大多資源有限，當(dāng)控制對象的需求增加以后，使用原有的控制器裝置無法實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展；另外，市場上的控制器裝置大多為一個整體，模塊化不清晰，這就給控制器裝置的使用和維護(hù)帶來不便。所以針對控制對象需求和控制器裝置自身的使用需要設(shè)計開發(fā)相應(yīng)的模塊化、可擴(kuò)展的小型控制器裝置，既可以實(shí)現(xiàn)控制器功能的擴(kuò)展，又可以實(shí)現(xiàn)對控制器資源的合理分配和有效管理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種具有模塊化結(jié)構(gòu)并可通過增加每個模塊的數(shù)量實(shí)現(xiàn)資源擴(kuò)展功能的小型控制器裝置。
[0004]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:一種可擴(kuò)展的模塊化小型控制器裝置，包括上蓋I和底座7，中間通過系統(tǒng)總線和用戶總線將CPU模塊2、通訊模塊3、信號轉(zhuǎn)換模塊4、驅(qū)動模塊5以及電源模塊6連接，所述系統(tǒng)總線和用戶總線由插針式結(jié)構(gòu)的長針插針插座堆棧式插接組成。
[0005]所述CPU模塊2內(nèi)設(shè)的CPU電路板13通過第五用戶總線接口板23與調(diào)試接口 8連接，實(shí)現(xiàn)小型控制器裝置的測試和維護(hù)。
[0006]所述通訊模塊3內(nèi)設(shè)的通訊電路板14通過第四用戶總線接口板24與第四電連接器9連接，實(shí)現(xiàn)小型控制器裝置與控制對象間的通訊。
[0007]所述信號轉(zhuǎn)換模塊4內(nèi)設(shè)的信號轉(zhuǎn)換電路板15通過第三用戶總線接口板25與第三電連接器10連接，實(shí)現(xiàn)小型控制器裝置對控制對象的采樣和控制。
[0008]所述驅(qū)動模塊5內(nèi)設(shè)有驅(qū)動電路板16，具有總線驅(qū)動和信號驅(qū)動功能，驅(qū)動電路板16通過第二用戶總線接口板26與第二電連接器11連接，作為小型控制器裝置的驅(qū)動器。
[0009]所述電源模塊6內(nèi)有電源電路板17，給整個小型控制器裝置供電，電源電路板17通過第一用戶總線接口板27與第一電連接器12連接，作為小型控制器裝置的外部供電接□。
[0010]在用戶總線接口板上設(shè)置可編程邏輯開關(guān)，用于控制用戶總線通斷，配置接口資源所需的用戶總線數(shù)量。
[0011]本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn):
[0012]1.本發(fā)明裝置體積小，應(yīng)用范圍廣。小型控制器裝置的每個模塊體積較小，長、寬、高分別為24Cm、15Cm、4Cm，便于攜帶和搬運(yùn)。小型控制器裝置可方便的實(shí)現(xiàn)電源、I/O、通信接口等資源的擴(kuò)展，能滿足不同控制對象的控制需求，其堆棧式的插接構(gòu)造使得裝置的擴(kuò)展操作簡單易行。
[0013]2.本發(fā)明裝置的模塊化設(shè)計使得整個控制裝置結(jié)構(gòu)簡單清晰，易于使用和維護(hù)。
[0014]3.本發(fā)明裝置通過系統(tǒng)總線和用戶總線兩條總線連接，可通過設(shè)置可編程邏輯開關(guān)的狀態(tài)來配置電源、I/o、通信接口等接口資源所需的用戶總線數(shù)量，實(shí)現(xiàn)用戶總線資源的合理分配和有效管理。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明裝置的硬件連接圖；
[0017]圖3是本發(fā)明裝置資源擴(kuò)展安裝示意圖；
[0018]其中，I為上蓋、2為CPU模塊、3為通訊模塊、4為信號轉(zhuǎn)換模塊、5為驅(qū)動模塊、6為電源模塊、7為底座、8為調(diào)試接口、9為第四圓形電連接器、1為第三圓形電連接器、11為第二圓形電連接器、12為第一圓形電連接器、13為CPU電路板、14為通訊電路板、15為信號轉(zhuǎn)換電路板、16為驅(qū)動電路板、17為電源電路板、18為第一系統(tǒng)總線插座、19為第二系統(tǒng)總線插座、20為第三系統(tǒng)總線插座、21為第四系統(tǒng)總線插座、22為第五系統(tǒng)總線插座、23為第五用戶總線接口板、24為第四用戶總線接口板、25為第三用戶總線接口板、26為第二用戶總線接口板、27為第一用戶總線接口板、28為第一用戶總線插座、29為第二用戶總線插座、30為第三用戶總線插座、31為第四用戶總線插座、32為第五用戶總線插座、33為第一可編程邏輯開關(guān)、34為第二可編程邏輯開關(guān)、35為第三可編程邏輯開關(guān)、26為第四可編程邏輯開關(guān)、37為第五可編程邏輯開關(guān)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0020]小型控制器裝置的每個模塊由系統(tǒng)總線和用戶總線兩條總線連接起來。系統(tǒng)總線由系統(tǒng)總線插座堆棧式插接構(gòu)成，電源模塊6、驅(qū)動模塊5、信號轉(zhuǎn)換模塊4、通訊模塊3通過系統(tǒng)總線與CPU模塊2相連，實(shí)現(xiàn)小型控制器CPU對各個模塊的電源管理、地址配置、中斷設(shè)置等系統(tǒng)控制功能；用戶總線由用戶總線插座堆棧式插接構(gòu)成，由用戶操作實(shí)現(xiàn)小型控制器裝置對控制對象的控制功能。
[0021]小型控制裝置可通過堆棧插接的方式增加每個模塊的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)小型控制器裝置電源、I/o、通信接口等資源的擴(kuò)展功能，其特有的插針式總線結(jié)構(gòu)使得小型控制器裝置的擴(kuò)展操作簡單易行，只需將每個擴(kuò)展模塊的系統(tǒng)總線插座和用戶總線插座對應(yīng)插入下層模塊的系統(tǒng)總線插座和用戶總線插座中即可。通過堆棧插接的方式增加每個模塊的數(shù)量，可實(shí)現(xiàn)小型控制器裝置電源、I/o、通信接口等資源的擴(kuò)展功能。然后通過修改CPU中的系統(tǒng)資源配置程序?qū)崿F(xiàn)小型控制器裝置的擴(kuò)展。另外，在每個用戶總線接口板上有一個可編程邏輯開關(guān)，可用來控制用戶總線的通斷，實(shí)現(xiàn)用戶總線的復(fù)用功能。通過合理設(shè)置小型控制器每個模塊中可編程邏輯開關(guān)的狀態(tài)，可進(jìn)一步配置電源、I/o、通信接口等資源所需的用戶總線數(shù)量，實(shí)現(xiàn)用戶總線資源的合理分配和有效管理。
[0022]如圖1所示，為本發(fā)明裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖。整個小型控制器裝置采用模塊化設(shè)計理念，每個模塊相對獨(dú)立，使得小型控制裝置結(jié)構(gòu)簡單清晰，易于使用和維護(hù)。每個模塊通過系統(tǒng)總線和用戶總線連接起來，形成一個總線式結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)總線需預(yù)先配置好電源管理、地址配置、中斷設(shè)置等系統(tǒng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)小型控制器裝置的內(nèi)部處理功能，用戶總線由用戶合理分配接口資源所需的用戶總線數(shù)目，更好的實(shí)現(xiàn)小型控制器裝置對控制對象的控制功能。
[0023]如圖2所示，為本發(fā)明裝置的硬件連接圖。整個裝置由上蓋1、CPU模塊2、通訊模塊3、信號轉(zhuǎn)換模塊4、驅(qū)動模塊5、電源模塊6、底座7組成；電源模塊6內(nèi)有電源電路板17,給整個小型控制器裝置供電，電源電路板17通過第一用戶總線接口板27與第一圓形電連接器12連接，作為小型控制器裝置的外部供電接口 ；驅(qū)動模塊5內(nèi)設(shè)有驅(qū)動電路板16具有總線驅(qū)動和信號驅(qū)動功能，驅(qū)動電路板16通過第二用戶總線接口板26與第二圓形電連接器11連接，作為小型控制器裝置的驅(qū)動器；信號轉(zhuǎn)換模塊4內(nèi)設(shè)有信號轉(zhuǎn)換電路板15，信號轉(zhuǎn)換電路板15，通過第三用戶總線接口板25與第三圓形電連接器10連接，實(shí)現(xiàn)小型控制器裝置對控制對象的采樣和控制。通訊模塊3內(nèi)設(shè)有通訊電路板14，通訊電路板14通過第四用戶總線接口板24與第四圓形電連接器9連接，實(shí)現(xiàn)小型控制器裝置與控制對象間的通訊；CPU模塊2內(nèi)設(shè)有CPU電路板13，CPU電路板13通過第五用戶總線接口板23與調(diào)試接口 8連接，實(shí)現(xiàn)小型控制器裝置的測試和維護(hù)。
[0024]如圖3所示，本發(fā)明裝置資源擴(kuò)展安裝示意圖。小型控制器裝置可通過堆棧插接的方式增加每個模塊的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)小型控制器裝置接口資源的擴(kuò)展。系統(tǒng)總線和用戶總線均由長針插座插接而成，上層模塊的插針正好可以插入下層模塊的插座中，形成堆棧式的插接構(gòu)造。只需將每個擴(kuò)展模塊的系統(tǒng)總線插座和用戶總線插座直接對應(yīng)插入下層模塊的系統(tǒng)總線插座和用戶總線插座中，然后通過修改CPU中的系統(tǒng)資源配置程序即可實(shí)現(xiàn)小型控制器裝置的擴(kuò)展功能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可擴(kuò)展的模塊化小型控制器裝置，包括上蓋(I)和底座(7)，中間通過系統(tǒng)總線和用戶總線將CPU模塊(2)、通訊模塊(3)、信號轉(zhuǎn)換模塊(4)、驅(qū)動模塊(5)以及電源模塊(6)連接，其特征在于:所述系統(tǒng)總線和用戶總線由插針式結(jié)構(gòu)的長針插針插座堆棧式插接組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可擴(kuò)展的模塊化小型控制器裝置，其特征在于:所述CPU模塊⑵內(nèi)設(shè)的CPU電路板(13)通過第五用戶總線接口板(23)與調(diào)試接口⑶連接，實(shí)現(xiàn)小型控制器裝置的測試和維護(hù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可擴(kuò)展的模塊化小型控制器裝置，其特征在于:所述通訊模塊⑶內(nèi)設(shè)的通訊電路板(14)通過第四用戶總線接口板(24)與第四電連接器(9)連接，實(shí)現(xiàn)小型控制器裝置與控制對象間的通訊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可擴(kuò)展的模塊化小型控制器裝置，其特征在于:所述信號轉(zhuǎn)換模塊(4)內(nèi)設(shè)的信號轉(zhuǎn)換電路板(15)通過第三用戶總線接口板(25)與第三電連接器(10)連接，實(shí)現(xiàn)小型控制器裝置對控制對象的采樣和控制。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可擴(kuò)展的模塊化小型控制器裝置，其特征在于:所述驅(qū)動模塊(5)內(nèi)設(shè)有驅(qū)動電路板(16)，具有總線驅(qū)動和信號驅(qū)動功能，驅(qū)動電路板(16)通過第二用戶總線接口板(26)與第二電連接器(11)連接，作為小型控制器裝置的驅(qū)動器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可擴(kuò)展的模塊化小型控制器裝置，其特征在于:所述電源模塊(6)內(nèi)有電源電路板(17)，給整個小型控制器裝置供電，電源電路板(17)通過第一用戶總線接口板(27)與第一電連接器(12)連接，作為小型控制器裝置的外部供電接口。7.根據(jù)權(quán)利要求2-6任一項(xiàng)所述的可擴(kuò)展的模塊化小型控制器裝置，其特征在于:在用戶總線接口板上設(shè)置可編程邏輯開關(guān)，用于控制用戶總線通斷，配置接口資源所需的用戶總線數(shù)量。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可擴(kuò)展的模塊化小型控制器裝置，包括上蓋和底座，中間通過系統(tǒng)總線和用戶總線將CPU模塊、通訊模塊、信號轉(zhuǎn)換模塊、驅(qū)動模塊以及電源模塊連接，所述系統(tǒng)總線和用戶總線由插針式結(jié)構(gòu)的長針插針插座堆棧式插接組成。本發(fā)明可方便的實(shí)現(xiàn)資源擴(kuò)展，能滿足不同控制對象的控制需求，其堆棧式的插接構(gòu)造使得裝置的擴(kuò)展操作簡單易行；模塊化設(shè)計使得整個控制裝置結(jié)構(gòu)簡單清晰，易于使用和維護(hù)；通過系統(tǒng)總線和用戶總線兩條總線連接，可通過設(shè)置可編程邏輯開關(guān)的狀態(tài)來配置接口資源所需的用戶總線數(shù)量，實(shí)現(xiàn)用戶總線資源的合理分配和有效管理。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號】CN105629823
【申請?zhí)枴緾N201410691687
【發(fā)明人】朱寶彤, 徐會希, 趙宏宇, 許以軍, 劉大勇, 馬振波, 李吉旭
【申請人】中國科學(xué)院沈陽自動化研究所
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年11月26日