[发明专利]基于Profinet带扩展输入输出的控制面板

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于工业网络总线Profinet输入输出装置的控制面板，尤其涉及一种基于Profinet带扩展输入输出的控制面板。

背景技术

目前在运动控制领域，最典型为数控机床，，国内还没有设计制造出基于Profinet的控制面板，国外设计制造的Profinet面板不带IO扩展，所以客户还需要再购买一套基于Profinet的输入输出模块，一套输入输出模块带有72输入48输出，一般用户只需24输入16输出即足够，余下大部分输入输出造成了浪费。设计的键盘用来操作机器的运动，并且安装了对应的指示灯，例如发光二极管，用来指示各个键按下后是否生效，以便操作者观察。通常一个键或者一个指示灯需占用PLC的一个IO点，当需要大量的键和指示灯时，用于键盘和指示灯的输出点数往往大于用于控制的输出点数，导致成本大幅度的增高。

关于矩阵式扫描，对键盘进行逐行扫描，方法是：依次将行线送高电平电平1，检查对应列的状态；若列线全为0，则按键不在此行；若不全为0，则按键必在此行，且是与高电平列线相交的那个键。最后，确定键值，并进入键处理程序。对指示灯进行逐行扫描。方法是：现将行全置为高电平1，然后依次置为低电平0，检查对应列的键是否生效；若生效则将指示灯的列置为0，则指示灯亮，否则置为1，没有灯亮。

关于矩阵式设计硬件部分，PLC系统中设计矩阵式键盘不仅要用到输入口，而且也要用到输出口，因此，了解PLC IO口内部电路的结构以及工作原理是十分重要的。下面以S7-200的DC输入、输出模块为例，简要说明其工作原理。如图1所示，为PLC的DC输入模块，其中，K1-输入开关，M-公共端，I0.0-输入点，R1、R2的典型值为5.6K、1K。工作原理：若输入开关K1闭合，则输入信号经RC滤波和光电隔离后，转换为PLC的CPU所需的电平，一般为5V，再经过输入选择器与CPU的总线相连，从而将外部输入开关的“ON”状态输入到PLC内部，此时输入指示灯亮，且与该输入点对应的输入映像寄存器为“1”。若输入开关断开，则信号没有形成通路，此时输入指示灯不亮，表示为“OFF”状态。如图2所示，为PLC的DC输出模块，其中，L+接DC24V；Q0.0-输出点。工作原理：若用户程序将输出置为“ON”状态，则在刷新输出阶段CPU将“ON”信号送给输出锁存器，再经过光电耦合送给场效应管，使之饱和导通，此时输出指示灯亮，且通过场效应管将DC24V和负载连通，从而使得负载获得工作电流。反之，若用户程序将输出置为“OFF”状态，则输出指示灯不亮，情况与上述相反。如图3所示，扫描电路为8×8键和灯扫描的电路图，其中行扫描共用8行输出。

关于PLC的扫描工作方式，当PLC处于“RUN”工作模式下时，除上电初始化外，其它程序都采取周而复始的循环扫描方式，称之为“PLC的扫描工作方式”，其执行流程如图4所示：在设计键盘和灯时可暂不考虑通信和自诊断，则在一个扫描周期内剩下以下三个主要阶段：输入采样阶段，CPU将所有物理输入点的状态存入对应的过程映像寄存器中，到下次输入采样前，过程映像寄存器的内容均保持不变；程序执行阶段，CPU按照从左到右、从上到下的顺序执行程序，将运算结果写到输出映像寄存器或数据存储区内：输出刷新阶段，在程序执行完后，CPU将过程输出映像寄存器的状态几乎同时的更新到物理输出点。关于键盘及指示灯的设定，键盘和指示灯都采用8×8矩阵式设计：A设定0～64号键分别与MB0～MB7对应，键按下，对应存储点为“1”，松开则为“0”；B设定0～64号指示灯分别与MB112～MB119对应；C设定QB0对应键盘的第0行到第7行(与指示灯复用)，IB0对应键盘的第0列到第7列；D设定QB0对应灯的第0行到第7行(与键盘复用)，QB1对应键盘的第0列到第7列。关于程序流程图，如图5所示，程序说明：n从0开始，运算值为负数时，表示不扫描该行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种能够节省减少对IO的占用，从而带有扩展IO端口的基于Profinet带扩展输入输出的控制面板。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于Profinet带扩展输入输出的控制面板，包括电源、连接面板，其特征在于：还包括通讯板；所述的通讯板上设有连接电源的第一端口，还设有连接面板的第二端口，还设有第三端口，还设有与上位机3通讯的第四端口；还设有通讯芯片；

所述的通讯芯片设有第一通讯口、第二通讯口和第三通讯端口；还设有驱动器；