專(zhuān)利名稱(chēng)：可編程控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)化控制裝置，具體地說(shuō)、本實(shí)用新型是一種可編程多功能的時(shí)間／順序自動(dòng)化控制器。
目前市場(chǎng)上出售的控制器可分成為兩類(lèi)。第一類(lèi)是時(shí)間控制器或彩燈控制器，其控制能力單一，適用范圍小，不能滿(mǎn)足工業(yè)場(chǎng)合的需要。另一類(lèi)是工業(yè)可編程控制器PC機(jī)，但它價(jià)格較貴、操作復(fù)雜，某些場(chǎng)合不能充分發(fā)揮PC機(jī)的作用。此外，大部份控制器采用絕對(duì)時(shí)間基準(zhǔn)，以24小時(shí)為循環(huán)周期，不能擴(kuò)展也不具備條件控制。
本實(shí)用新型的目的是提供一種控制能力較強(qiáng)、適用范圍廣泛、價(jià)格低、易于操作的可編程控制器。本實(shí)用新型的控制器既可以克服上述的現(xiàn)有技術(shù)中的各個(gè)弱點(diǎn)還可以取代某些以機(jī)械傳動(dòng)方式的時(shí)間／順序控制裝置。
本實(shí)用新型的控制器包括由八個(gè)輸入開(kāi)關(guān)構(gòu)成的輸入部件，由三個(gè)施密特觸發(fā)器組成的振蕩器，由一個(gè)微分電路組成的擴(kuò)展輸入部件，循環(huán)計(jì)數(shù)器，二極管輸出編程矩陣以及由八路定時(shí)調(diào)整器、定時(shí)通道選擇器、雙頻壓腔振蕩器和十四級(jí)二分頻器構(gòu)成的定時(shí)器部件。輸入部件的八個(gè)條件輸入端與循環(huán)計(jì)數(shù)器的八個(gè)輸出端相接；振蕩器的控制端做為八個(gè)條件輸入端的公共端；擴(kuò)展輸入部件與循環(huán)計(jì)數(shù)器輸入端相接；振蕩器輸出端送至循環(huán)計(jì)數(shù)器輸入端；輸入部件的八個(gè)輸出端與輸出編程矩陣的八個(gè)輸入端相接；輸出編程矩陣一方面通過(guò)定時(shí)部件與循環(huán)計(jì)數(shù)器相接，另一方面通過(guò)驅(qū)動(dòng)部件與輸出部件相連。
本實(shí)用新型不但具有條件開(kāi)關(guān)量邏輯轉(zhuǎn)步，而且具有定時(shí)量邏輯轉(zhuǎn)步。本裝置每一步最大控制輸出為八路，單臺(tái)最大程序?yàn)榘瞬?，每一步的轉(zhuǎn)步條件可采用時(shí)間順序，也可采用條件順序。程序運(yùn)行可以從任意點(diǎn)開(kāi)始，停止在任意一步。本裝置擴(kuò)展輸入端可以使兩臺(tái)以上裝置聯(lián)機(jī)使用，擴(kuò)大系統(tǒng)的輸出能力。
本實(shí)用新型申請(qǐng)所附的圖表示了可編程控制器的各個(gè)部件以及它們之間的關(guān)系。
下面參照附圖
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說(shuō)明。
圖中的10表示輸入部件，它是由八個(gè)輸入開(kāi)關(guān)和下拉電阻R2至R9構(gòu)成。11表示輸入振蕩器，它是由三個(gè)施密特觸發(fā)器構(gòu)成。12表示擴(kuò)展輸入部件，由C10和R10微分電路構(gòu)成，上述三個(gè)部件組成了條件輸入部分。本控制器的每一步對(duì)外都有一個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)，采用的是低電平觸發(fā)器，高電平鎖定振蕩器的輸入方式。任意一個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)都可以使控制器強(qiáng)制轉(zhuǎn)換到所對(duì)應(yīng)的工作程序步上。本控制器的輸入端不需外加電源，輸入點(diǎn)完全斷開(kāi)時(shí)，振蕩器被上拉電阻R1的高電平鉗制于停振裝態(tài)，既解決了電源又提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。循環(huán)計(jì)數(shù)器20由一片4017CMOS電路組成，通過(guò)對(duì)其CP端的計(jì)數(shù)，使控制器處于步進(jìn)輸入狀態(tài)并對(duì)外開(kāi)放。利用選擇開(kāi)關(guān)K2和隔離二極管D12將循環(huán)計(jì)數(shù)器的Q0輸出端經(jīng)以上電路送往CP端，形成開(kāi)環(huán)和閉環(huán)選擇電路，使控制器可以工作在開(kāi)環(huán)、閉環(huán)兩種方式。
圖中的30表示輸出編程矩陣。本控制器為二極管矩陣編程方式。由于輸入關(guān)系的固定，所以編程是對(duì)輸出方式進(jìn)行編排。具體講，在某一工步時(shí)，要求有那幾路輸出，使用者就在矩陣板上代表它們輸出的行與列交匯處插入二極管連接。這種編程方式的主要特點(diǎn)是原理簡(jiǎn)單、容易理解、操作方便、成本低，并且可在現(xiàn)場(chǎng)帶電操作。
圖中的40、41和42分別代表八路定時(shí)調(diào)整器、定時(shí)通道選擇器、雙頻壓腔振蕩器和14級(jí)二分頻器，它們組成定時(shí)部件。本控制器最大循環(huán)控制工步為八步，每步都有一個(gè)定時(shí)器。定時(shí)器的范圍1秒～18分鐘，定時(shí)精度±1％。八路定時(shí)器由八只電位器組成，每個(gè)電位器用于調(diào)整每步的延時(shí)時(shí)間。定時(shí)通道選擇器將一個(gè)定時(shí)器與每個(gè)執(zhí)行步的調(diào)整電位器相接，組成既能實(shí)現(xiàn)每一步時(shí)間分別調(diào)，又可以減少定時(shí)器的數(shù)量，大大降低了成本。定時(shí)通道選擇器41為兩片4066CMOS模擬開(kāi)關(guān)集成電路構(gòu)成。當(dāng)控制器按時(shí)間順序聯(lián)接時(shí)，控制器八步連續(xù)輸出最大延時(shí)時(shí)間可達(dá)18×8＝144分鐘。定時(shí)通道選擇器還具有條件轉(zhuǎn)步與定時(shí)轉(zhuǎn)步選擇功能。十四級(jí)二分頻器是一塊4020CMOS集成電路，它由雙頻壓腔振蕩器LM567集成電路輸入時(shí)鐘，當(dāng)選擇定時(shí)功能后，控制器啟動(dòng)工作到延時(shí)工步，這時(shí)定時(shí)通道選擇器選通定時(shí)調(diào)整器中對(duì)應(yīng)的電位器，加入到定時(shí)器的振蕩電路中，振蕩器開(kāi)始工作，直到輸出位由低電平翻到高電平為止。該電平變化時(shí)，其上升沿分二路，一路到步進(jìn)器轉(zhuǎn)步，另一路反饋到十四級(jí)二分頻器的復(fù)位端使定時(shí)器清零。
下面簡(jiǎn)述本實(shí)用新型的工作原理。
當(dāng)電源接通后，復(fù)位電路將控制器復(fù)零，保證控制器初始于無(wú)輸出的穩(wěn)定狀態(tài)。
控制器的八個(gè)條件輸入端對(duì)應(yīng)于八個(gè)輸出工步。當(dāng)某個(gè)條件輸入端與公共端接通時(shí)，控制器立即轉(zhuǎn)到相對(duì)應(yīng)的工步，執(zhí)行預(yù)先編好的程序。此工作過(guò)程稱(chēng)為條件控制。
控制器的輸入部分還設(shè)有擴(kuò)展輸入端，其工作原理是由外加脈沖信號(hào)對(duì)擴(kuò)展端進(jìn)行觸發(fā)，經(jīng)RC微分網(wǎng)絡(luò)后的脈沖信號(hào)直接送至循環(huán)計(jì)數(shù)器的輸入端，強(qiáng)制控制器轉(zhuǎn)至下一工步。不斷的加入脈沖信號(hào)，控制器可形成步進(jìn)工作狀態(tài)。當(dāng)把第一臺(tái)最后一步輸出接至第二臺(tái)擴(kuò)展端時(shí)，可以形成擴(kuò)展到輸出15步×15路的效果，達(dá)到擴(kuò)展輸出能力的效果。
控制器的輸出關(guān)系由輸出編程矩陣確定。其工作過(guò)程是當(dāng)程序運(yùn)行到某一工步時(shí)，接在輸出編程矩陣上代表該工步某路輸出的二極管立即導(dǎo)通，將輸出信號(hào)送至輸出驅(qū)動(dòng)部件，推動(dòng)輸出部件動(dòng)作。
控制器按時(shí)間順序轉(zhuǎn)步時(shí)，其步距時(shí)間由該步的定時(shí)器決定。定時(shí)器的延時(shí)時(shí)間由被選通的電位器進(jìn)行調(diào)整，使控制器工作在較寬的時(shí)間范圍。某些工步不需要時(shí)間量控制轉(zhuǎn)步，編程時(shí)可將定時(shí)通道選擇器關(guān)閉，使定時(shí)器退出，此時(shí)控制器可進(jìn)行直接轉(zhuǎn)步或按預(yù)定的條件轉(zhuǎn)步。
權(quán)利要求1.一種用于進(jìn)行工業(yè)自動(dòng)化控制及其它各種控制的八路可編程控制器，它包括由八個(gè)輸入開(kāi)關(guān)構(gòu)成的輸入部件(10)，由三個(gè)施密特觸發(fā)器組成的振蕩器(11)，由一個(gè)微分電路組成的擴(kuò)展輸入部件(12)，循環(huán)計(jì)數(shù)器(20)由二極管組成的輸出編程矩陣以及由八路定時(shí)調(diào)整器(40)、定時(shí)通道選擇器(41)、雙頻壓腔振蕩器和十四級(jí)二分頻器構(gòu)成的定時(shí)部件(42)，其特征在于輸入部件的八個(gè)條件輸入端與循環(huán)計(jì)數(shù)器的八個(gè)輸出端相接；振蕩器的控制端作為八個(gè)條件輸出端的公共端；擴(kuò)展輸入部件與循環(huán)計(jì)數(shù)器的輸入端相接；振蕩器的輸出端送至循環(huán)計(jì)數(shù)器的輸入端；輸入部件的八個(gè)輸出端與輸出編程矩陣的八個(gè)輸入端相接；輸出編程矩陣一方面通過(guò)定時(shí)部件與循環(huán)計(jì)數(shù)器相接，另一方面通過(guò)輸出驅(qū)動(dòng)部件與輸出部件相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于定時(shí)器所用的集成電路為L(zhǎng)M567雙頻壓腔振蕩器集成電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于輸入陣蕩器(11)由三個(gè)非門(mén)，一個(gè)二極管，一個(gè)電容，一個(gè)電位器構(gòu)成，振蕩器的輸入端取自于輸入部件(10)的公共端。
專(zhuān)利摘要一種用于工業(yè)自動(dòng)化控制及其它各種控制的可編程時(shí)間/順序控制器。它主要由輸入部件、定時(shí)器部件和輸出編程矩陣構(gòu)成，具由條件開(kāi)關(guān)量邏輯轉(zhuǎn)步、定時(shí)量邏輯轉(zhuǎn)步和利用二極管對(duì)輸出矩陣編排，形成每一工步具有多種輸出狀態(tài)的可編多功能的時(shí)間/順序控制器。本實(shí)用新型控制能力強(qiáng)，適用范圍廣泛，成本低廉，易于操作，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和其它需要時(shí)間、順序控制的場(chǎng)合。
文檔編號(hào)G05B19/04GK2156529SQ9321969
公開(kāi)日1994年2月16日 申請(qǐng)日期1993年8月14日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月14日
發(fā)明者張建平, 范淳宇, 時(shí)文琪 申請(qǐng)人:張建平, 范淳宇, 時(shí)文琪