專利名稱：輸入輸出信號調理系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種輸入輸出信號調理系統。
背景技術：
當前，以PLC控制為核心的控制系統應用廣泛，基于PLC的穩定和可靠，這類系統能滿足大部分場合的控制要求。但是，由于PLC的輸入輸出控制信號都是以24V為基準，兼容性較差，并且輸入輸出端ロ較少，難以實現多路控制。而目前，信號源趨向于多元化，t匕如，當輸入輸出信號是5V，12V，24V電平信號時，需要先轉化才能與這些信號兼容。這樣給工作帶來了極大的不便利。
實用新型內容本實用新型的目的是，針對現有技術中，エ業控制系統控制信號兼容性差的不足，提供ー種輸入輸出信號調理系統，該輸入輸出信號調理系統不僅能夠實現基本的控制功能，并且具有信號調理功能，能兼容多種電壓信號。本實用新型的目的是通過下述技術方案實現的—種輸入輸出信號調理系統，由信號輸入模塊，嵌入式控制模塊，以及信號輸出模塊連接組成；所述的信號輸入模塊能對輸入的不同的電平信號進行識別確定和調理，將其轉換成所述嵌入式控制模塊能夠接受的特定數值的電平信號，并輸入給所述的嵌入式控制模塊；所述的嵌入式控制模塊接收所述的信號輸入模塊輸入的特定數值的電平信號并進行編程處理，輸出所述特定數值的電平信號至所述的信號輸出模塊；所述的信號輸出模塊接收所述的特定數值的電平信號，將其轉換成為符合外部被控制部件電平的控制信號，并輸出所述的符合外部被控制部件電平的控制信號。進ー步地，所述的特定數值由所述的嵌入式控制模塊的引腳電平決定，其為3. 3V ；進ー步地，所述的信號輸入模塊包括輸入信號電平識別電路、輸入信號調理選擇電路及多級電平輸入信號調理電路；所述的信號輸出模塊由輸出信號調理選擇電路和多級電平輸出信號調理電路組成；所述的輸入信號電平識別電路對所述的輸入的電平信號進行電平識別確定，由所述的輸入信號調理選擇電路根據所述的輸入信號電平識別電路確定的信號的電平級別選擇多級電平輸入信號調理電路中相應電平級別的輸入信號調理電路，將所述的信號調理成為所述的特定數值的電平信號；由所述的輸出信號調理選擇電路根據所述的外部被控制部件控制信號的電平級別選擇所述的多級電平輸出信號調理電路中相應電平級別的輸出信號調理電路，由所述的相應電平級別的輸出信號調理電路接收經編程處理的所述的特定數值的電平信號，并將其轉換成為所述的符合外部被控制部件電平的控制信號。進一步地，所述的多級電平輸入信號調理電路由5V電平輸入信號調理電路、24V電平輸入信號調理電路及12V電平輸入信號調理電路并聯組成，所述的多級電平輸出信號調理電路由24V電平輸出信號調理電路、12V電平輸出信號調理電路和5V電平輸出信號調理電路并聯組成；進一步地，在所述的信號輸入模塊上設置有輸入信號指示燈指示所述的輸入的不同的信號的電平級別，所述的信號輸出模塊上設置有輸出信號指示燈指示所述的外部被控制部件控制信號的電平級別；進一步地，所述的輸入信號指示燈包括5V輸入信號指示燈，12V輸入信號指示燈，24V輸入信號指示燈，所述的輸出信號指示燈包括5V輸出信號指示燈，12V輸出信號指示燈，24V輸出信號指示燈；進一步地，所述的信號輸入模塊上設置有輸入信號電平選擇開關，由所述的輸入信號電平選擇開關連通所述的輸入信號調理選擇電路和所述的多級電平輸入信號調理電路中相應電平級別的輸入信號調理電路；所述的信號輸出模塊上設置有輸出信號電平選擇開關，由所述的信號輸出模塊上設置的輸出信號電平選擇開關連通所述的輸出信號調理選擇電路和所述的多級電平輸出信號調理電路中相應電平級別的輸出信號調理電路。采用本實用新型結構的輸入輸出信號調理系統，由信號輸入模塊，嵌入式控制模塊，以及信號輸出模塊連接組成，由信號輸入模塊對輸入的電平信號進行調理，將其轉換成嵌入式控制模塊能夠接受的特定數值的電平信號，并通過嵌入式控制模塊的編程處理，輸出信號輸出模塊所需的特定數值的電平信號，所以，能兼容多種電平控制信號。
圖1是本實用新型的工作原理框圖；圖2是本實用新型的輸入信號調理電路框圖；圖3是本實用新型的輸出信號調理電路框圖；圖4是輸入輸出信號調理系統第一個實施例的結構示意圖；圖5是輸入輸出信號調理系統第二個實施例的結構示意圖。附圖標記說明1-信號輸入模塊2-嵌入式控制模塊3-信號輸出模塊4-信號輸入端口 5-嵌入式控制模塊信號輸入端口 6-嵌入式控制模塊信號輸出端口 7-信號輸出端口 8-5V輸入信號指不燈9-12V輸入信號指不燈10-24V輸入信號指不燈11-輸入信號電平選擇開關12-5V輸出信號指示燈13-12V輸出信號指示燈14-24V輸出信號指示燈15-輸出信號電平選擇開關16-24V直流供電電源200-多級電平輸入信號調理電路201-輸入信號電平識別電路202-5V電平輸入信號調理電路203-24V電平輸入信號調理電路204-12V電平輸入信號調理電路205-輸入信號調理選擇電路300-多級電平輸出信號調理電路301-24V電平輸出信號調理電路302-12V電平輸出信號調理電路303-5V電平輸出信號調理電路304-輸出信號調理選擇電路401-多路5V輸入信號402-多路24V輸出信號501-多路24V輸入信號502-多路12V輸出信號具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型做進ー步地描述如圖1所示，多路輸入信號通過信號輸入端ロ 4輸入，具有信號調理功能的信號輸入模塊(以下簡稱信號輸入模塊)I對接收到的輸入信號進行信號調理，將其轉換成嵌入式控制模塊2能夠接受的3. 3V電平輸入信號，嵌入式控制模塊2對接收的3. 3V電平輸入信號進行編程處理，向具有信號調理功能的信號輸出模塊(以下簡稱信號輸出模塊)3輸出3. 3V電平輸出信號，信號輸出模塊3根據外部被控制部件的電平，對所接收的3. 3V電平輸出信號進行信號調理，輸出符合外部被控制部件電平的控制信號，完成信號的輸入和輸出調理。其中嵌入式控制模塊2為核心模塊，它實現了系統的控制功能，對所有的輸入信號進行編程處理，輸出相應的各種信號。嵌入式控制模塊引腳電平決定了嵌入式控制模塊能夠接受的和輸出的電平信號，在此設定為3. 3V，當然也可根據需要設定相應的引腳電平；具有信號調理功能的信號輸入模塊I主要功能是對不同電平的輸入信號進行調理，轉換成嵌入式控制模塊2能夠接受的3. 3V電平信號。具有信號調理功能的信號輸出模塊主要功能是對嵌入式控制模塊輸出的3. 3V電平信號進行調理，轉換成符合外部被控制部件電平的控制信號。其優選結構和控制過程如下圖2所示，信號輸入模塊I優選如下的輸入信號調理電路它由輸入信號電平識別電路201、輸入信號調理選擇電路205、多級電平輸入信號調理電路200組成,信號輸入模塊I通過輸入信號電平識別電路201識別其接收的電平信號后，將電平信號輸入給輸入信號調理選擇電路205，輸入信號調理選擇電路205根據所接收到的電平輸入信號，進行調理電路選擇，由輸入信號調理選擇電路205上設置的輸入信號電平選擇開關11連通多級電平輸入信號調理電路200中相應電平級別的輸入信號調理電路進行輸入信號調理，將輸入信號調理成為嵌入式控制模塊2能夠接受的3. 3V電平輸入信號。優選多級電平輸入信號調理電路200由5V電平輸入信號調理電路202、24V電平輸入信號調理電路203及12V電平輸入信號調理電路204并聯組成。為了便于觀察輸入信號的級別，在信號輸入模塊I上設置多級輸入電平信號指示燈，與所識別的信號的電平級別相匹配，多級輸入電平信號指示燈包括5V輸入信號指示燈8、12V輸入信號指示燈9和24V輸入信號指示燈10。如，當輸入信號電平識別電路201識別到輸入信號電平為24V時，將該信號輸入給輸入信號調理選擇電路205，由輸入信號調理選擇電路205通過輸入信號電平選擇開關11連通24V電平輸入信號調理電路203對輸入信號進行調理，此吋，24V輸入信號指示燈10發出指示；同理，當輸入信號電平為12V吋，由輸入信號調理選擇電路205選擇12V電平輸入信號調理電路204進行信號調理，12V輸入信號指示燈9發出指示；當輸入信號電平識別電路201識別出輸入信號電平為5V吋，由5V電平輸入信號調理電路202對信號進行調理，此吋，5V輸入信號指示燈8發出指示。如圖3所不,信號輸出模塊3優選如下的輸出信號調理電路它包括輸出信號調理選擇電路304和多級電平輸出信號調理電路300。優選多級電平輸出信號調理電路300由24V電平輸出信號調理電路301、12V電平輸出信號調理電路302和5V電平輸出信號調理電路303并聯組成。為了直觀觀察實際需要的電平控制信號的級別，在信號輸出模塊3上設置多級輸出電平信號指示燈，多級輸出電平信號指示燈包括5V輸出信號指示燈12、12V輸出信號指示燈13和24V輸出信號指示燈14。在輸出信號調理選擇電路304設置有輸出信號電平選擇開關15，通過輸出信號電平選擇開關15向輸出信號調理選擇電路304發出實際需要的電平控制信號，輸出信號調理選擇電路304根據實際需要的電平信號，選擇多級電平輸出信號調理電路300中相應電平級別的輸出信號調理電路進行信號調理，則相應急別的電平信號指示燈發出指示。如，當實際需要的電平為12V時，輸出信號調理選擇電路304通過輸出信號電平選擇開關15連通12V電平輸出信號調理電路302，對接收到的來自嵌入式控制模塊2的3. 3V電平輸出信號進行調理，將輸出信號調理成為12V，此時，12V輸出信號指示燈12亮。同理，當實際需要的電平為24V時，由輸出信號調理選擇電路304選擇24V電平輸出信號調理電路301，將輸出的信號調理成24V，此時，24V輸出信號指示燈13亮。同理，當實際需要的電平為5V時，由輸出信號調理選擇電路304選擇5V電平輸出信號調理電路303，將輸出的信號調理成24V，此時5V輸出信號指示燈11亮。優選輸入輸出信號調理系統通過24V直流供電電源16進行系統供電。實施例1多路輸入電平為5V，用電設備實際需要的電平為24V。如圖4所不,多路5V輸入信號401從信號輸入端口 4輸入，信號輸入模塊I的輸入信號電平識別電路201，識別到5V輸入信號401，將該信號輸入給輸入信號調理選擇電路205,5V輸入信號指不燈8點亮,輸入信號電平選擇開關11接通5V電平輸入信號調理電路202，由5V電平輸入信號調理電路202對輸入信號進行調理，將其轉換成嵌入式控制模塊2能夠接受的3. 3V電平輸入信號，并通過嵌入式控制模塊信號輸入端口 5輸入給嵌入式控制模塊2，嵌入式控制模塊2對接收的3. 3V電平輸入信號進行編程處理，通過嵌入式控制模塊信號輸出端口 6輸出3. 3V電平輸出信號至具有信號調理功能的信號輸出模塊3,輸出信號調理選擇電路304通過輸出信號電平選擇開關15連通24V電平輸出信號調理電路301，24V電平輸出信號調理電路301將所接收的3. 3V電平輸出信號調理成多路24V輸出信號402，由信號輸出端口 7輸出，完成對信號的輸入輸出調理。此時，24V輸出信號指不燈14亮,輸出信號電平選擇開關15將開關撥至24V檔。實施例2多路輸入電平為24V，用電設備實際需要的電平為12V。如圖5所不,多路24V輸入信號501從信號輸入端口 4輸入，信號輸入模塊I的輸入信號電平識別電路201，識別到24V輸入信號501，將該信號輸入給輸入信號調理選擇電路205，24V輸入信號指示燈10點亮，輸入信號電平選擇開關11接通24V電平輸入信號調理電路203，對輸入信號進行調理，將其轉換成嵌入式控制模塊2能夠接受的3. 3V電平輸入信號，嵌入式控制模塊2對接收的3. 3V電平輸入信號進行編程處理，輸出3. 3V電平輸出信號至具有信號調理功能的信號輸出模塊3，輸出信號調理選擇電路304接通12V電平輸出信號調理電路302對所接收的3. 3V電平輸出信號進行信號調理，通過信號輸出端口 7輸出多路12V輸出信號502，完成對信號的調理。此時，12V輸出信號指示燈13亮，輸出信號電平選擇開關15將開關撥至12V檔。通過對嵌入式控制模塊2主芯片的引腳配置，該輸入輸出信號調理系統可具有多 路輸入/輸出端ロ，如具有32路輸入/32輸出端ロ。
權利要求1.一種輸入輸出信號調理系統，其特征在于，由信號輸入模塊(I)，嵌入式控制模塊(2)，以及信號輸出模塊(3)連接組成；所述的信號輸入模塊(I)能對輸入的不同的電平信號進行識別確定和調理，將其轉換成所述嵌入式控制模塊(2)能夠接受的特定數值的電平信號，并輸入給所述的嵌入式控制模塊⑵；所述的嵌入式控制模塊(2)接收所述的信號輸入模塊(I)輸入的特定數值的電平信號并進行編程處理，輸出所述特定數值的電平信號至所述的信號輸出模塊(3)；所述的信號輸出模塊(3)接收所述的特定數值的電平信號，將其轉換成為符合外部被控制部件電平的控制信號，并輸出所述的符合外部被控制部件電平的控制信號。
2.如權利要求1所述的輸入輸出信號調理系統，其特征在于，所述的特定數值由所述的嵌入式控制模塊(2)的引腳電平決定，其為3. 3V。
3.如權利要求1或2所述的輸入輸出信號調理系統,其特征在于,所述的信號輸入模塊 (I)包括輸入信號電平識別電路(201)、輸入信號調理選擇電路(205)及多級電平輸入信號調理電路(200)；所述的信號輸出模塊(3)由輸出信號調理選擇電路(304)和多級電平輸出信號調理電路(300)組成；所述的輸入信號電平識別電路(201)對所述的輸入的電平信號進行電平識別確定，由所述的輸入信號調理選擇電路(205)根據所述的輸入信號電平識別電路(201)確定的信號的電平級別選擇多級電平輸入信號調理電路(200)中相應電平級別的輸入信號調理電路， 將所述的信號調理成為所述的特定數值的電平信號；由所述的輸出信號調理選擇電路(304)根據所述的外部被控制部件控制信號的電平級別選擇所述的多級電平輸出信號調理電路(300)中相應電平級別的輸出信號調理電路， 由所述的相應電平級別的輸出信號調理電路接收經編程處理的所述的特定數值的電平信號，并將其轉換成為所述的符合外部被控制部件電平的控制信號。
4.如權利要求3所述的輸入輸出信號調理系統，其特征在于，所述的多級電平輸入信號調理電路(200)由5V電平輸入信號調理電路(202)、24V電平輸入信號調理電路(203) 及12V電平輸入信號調理電路(204)并聯組成，所述的多級電平輸出信號調理電路(300) 由24V電平輸出信號調理電路(301)、12V電平輸出信號調理電路(302)和5V電平輸出信號調理電路(303)并聯組成。
5.如權利要求4所述的輸入輸出信號調理系統,其特征在于，在所述的信號輸入模塊(I)上設置有輸入信號指示燈指示所述的輸入的不同電平信號的電平級別，所述的信號輸出模塊(3)上設置有輸出信號指示燈指示所述的外部被控制部件控制信號的電平級別。
6.如權利要求5所述的輸入輸出信號調理系統，其特征在于，所述的輸入信號指示燈包括5V輸入信號指示燈(8)，12V輸入信號指示燈(9)，24V輸入信號指示燈(10)，所述的輸出信號指示燈包括5V輸出信號指示燈(12)，12V輸出信號指示燈(13)，24V輸出信號指示燈(14)。
7.如權利要求3所述的輸入輸出信號調理系統,其特征在于,所述的信號輸入模塊(I) 上設置有輸入信號電平選擇開關(11)，由所述的輸入信號電平選擇開關(11)連通所述的輸入信號調理選擇電路(205)和所述的多級電平輸入信號調理電路(200)中相應電平級別的輸入信號調理電路；所述的信號輸出模塊(3)上設置有輸出信號電平選擇開關(15)，由所述的信號輸出模塊(3)上設置的輸出信號電平選擇開關(15)連通所述的輸出信號調理選擇電路(304)和所 述的多級電平輸出信號調理電路(300)中相應電平級別的輸出信號調理電路。
專利摘要本實用新型針對現有技術中，工業控制系統控制信號兼容性差的不足，提供一種輸入輸出信號調理系統，它由信號輸入模塊，嵌入式控制模塊，以及信號輸出模塊連接組成，由信號輸入模塊識別電信號，由嵌入式控制模塊將所識別的信號進行編程處理，輸出所述特定數值的電平信號至所述的信號輸出模塊，由信號輸出模塊將特定數值的電平信號轉換為符合外部被控制部件電平的信號，采用本實用新型結構的輸入輸出信號調理系統不僅能夠實現基本的控制功能，并且具有信號調理功能，能兼容多種電壓信號。
文檔編號G05B19/05GK202854557SQ20122057780
公開日2013年4月3日 申請日期2012年10月26日 優先權日2012年10月26日
發明者褚凌越, 焦國偉, 郭婭, 路瑞亮 申請人:秦皇島博碩光電設備股份有限公司