[发明专利]一种面向PLC开关量输出驱动的多点通信数显仪表

说明书

技术领域

本发明属于自动化仪器仪表技术领域，涉及一种面向PLC开关量输出驱动的多点通信数显仪表。

背景技术

可编程序控制器(PLC)，工业控制微机(主要是IPC)、智能控制仪表和集散控制系统(DCS)/现场总线控制系统(FCS)是工业自动化领域常用的四大类控制设备，其中PLC凭借其高可靠性和易用性，在工业自动化工程中的应用最为广泛。中小型PLC系统侧重于逻辑控制，一般以指示灯显示状态信号。大中型PLC系统融合了逻辑控制、顺序控制和过程控制等诸多功能，一般以计算机和触摸屏作为显示设备。但在很多情况下，限于高温、高湿、多粉尘等恶劣环境因素以及多地点显示、成本控制等要求，数显表仍然是PLC系统的重要显示设备，在PLC系统中获得了广泛的应用。

PLC系统的现有数显仪表一般有两种实现方案，其一基于现场总线通信协议，其二是基于PLC开关量输出点的数显仪表。

(1)基于现场总线的数显仪表

随着控制系统向开放体系发展，大中型PLC通过挂接或安装各类现场总线模块或适配器，都可以支持各类现场总线。与此相适应，数显仪表只能以某种现场总线和PLC进行显示数据的传输。由于全球的现场总线协议标准没有完全统一，出现了FF、ProfibusDP、Lonwork、DeviceNet、Interbus、CC-Link、WorldFIP等主流的现场总线标准并存的格局，基于现场总线的各类PLC数显仪表仅支持某一类现场总线。

(2)基于PLC开关量输出点的数显仪表

这类数显仪表不需要PLC提供特定的硬件配置和软件支持，每台数显仪表需要占用PLC的两个开关量输出点，将PLC系统的两个开关量输出点分别用作数据信号和时钟信号，PLC按照数显仪表约定的时序即可传输显示数据。使用时，每台数显仪表可以单独占用PLC系统的两点开关量输出，也可以n台数显仪表占用PLC系统的(n+1)点开关量输出，此时多台数显仪表共用时钟信号。

现有技术存在以下缺陷：

1.基于现场总线的各类PLC数显仪表仅支持某一类现场总线，缺乏通用性，用户在选择备件时受到制约。PLC系统如果要使用基于某一类现场总线的数显仪表，则要求用户必须选用支持该类现场总线的PLC系统；或通过增加适配器或模块以提供相应的现场总线接口，导致用户的PLC系统成本增加。

2.基于PLC开关量输出点的数显仪表需要占用PLC系统的2点开关量输出或n台数显仪表至少占用n+1点开关量输出，适用于要求显示少量参数的场合。当要求显示的参数比较多，地理位置比较分散时，此时需要占用PLC系统的开关量输出点过多，布局的通信线路过多，从而导致PLC系统的复杂化，降低了系统的可维护性。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提出一种面向PLC开关量输出驱动的多点通信数显仪表，仅用PLC系统的两点开关量输出即可实现PLC系统和多台数显仪表的显示数据传输，并通过数码管显示PLC系统的数据或参数，简化了PLC系统的设计，增强了可维护性，降低了成本。

其技术方案如下：

一种面向PLC开关量输出驱动的多点通信数显仪表，其硬件由电源、CPU、LED数码管及其驱动、串行数据接收电路组成,电源的DC/DC变换器为LM2596，CPU为PIC16F873，数码管为CA5461，数码管的段码直接使用CPU的I/O口驱动，并通过电阻限流，数码管的位码使用三极管9012驱动。串行数据接收电路使用MCT6高速光耦实现电平变换和增强抗扰能力，并通过特有的时序实现显示数据的传输。

本发明的有益效果在于，可以简化有多参数显示需求的一类PLC系统的设计，多台数显仪表可以由用户安装在不同物理位置上实现多参数的分布显示，连接PLC系统的多台数显仪表仅占用其两个输出点，无需任何协议支持。

附图说明

图1是PLC系统和多点通信数显仪表的互联方式图；

图2是串行传输地址信息和显示数据的专用时序图；

图3是多点通信数显仪表硬件电路；

图4是串行数据接收程序的流程图；

图5是显示刷新程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

1.PLC系统和多点通信数显仪表的互联方式