[实用新型]基于Arduino的PLC系统

说明书

本实用新型涉及一种基于Arduino的PLC系统。包括MCU主控模块，采用Arduino控制芯片，用于使系统能够精确定时定点控制；系统供电模块，用于为系统供电，保证系统稳定无故障运行；逻辑输入模块，用于对MCU主控模块进行逻辑输入；模拟输入模块，用于对MCU主控模块进行模拟输入；数字逻辑输出模块，用于对MCU主控模块进行数字逻辑输出；串口模块，用于实现MCU主控模块与上位机之间的信号传输。本实用新型采用的是开源软硬件体系平台Arduino进行深度开发的，学习、开发、及维护都十分的方便快速，同时无需工程师专门学习梯形图编程语言，只需要懂得C语言即可在短时间内完成编程任务，并且还可以节约设备的成本。

技术领域

本实用新型涉及PLC领域，特别为一种基于Arduino的PLC系统。

背景技术

目前市面上的PLC虽然技术成熟且采用梯形图编程，但存在售价成本高、学习成本高、编程成本高，对紧急条件下修复难度大等问题，目前普通的PLC均为纯数字接口，对于外部传感器均需要通过第三方控制器间接处理数据，不仅需要多学习一个设备，而且还要多出一份设备的成本；PLC的替代方案一般采用的是8051系列单片机为内核，也存在一定的成本问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种基于Arduino的PLC系统。该系统采用的是开源软硬件体系平台Arduino进行深度开发的，学习、开发、及维护都十分的方便快速，同时无需工程师专门学习梯形图编程语言，只需要懂得C语言即可在短时间内完成编程任务，并且还可以节约设备的成本。

本实用新型通过如下技术方案实现：一种基于Arduino的PLC系统，其特征在于：包括MCU主控模块，采用Arduino控制芯片，用于使系统能够精确定时定点控制；系统供电模块，用于为系统供电，保证系统稳定无故障运行；逻辑输入模块，用于对MCU主控模块进行逻辑输入；模拟输入模块，用于对MCU主控模块进行模拟输入；数字逻辑输出模块，用于对MCU主控模块进行数字逻辑输出；串口模块，用于实现MCU主控模块与上位机之间的信号传输。

优选地，所述系统供电模块的供电从P17接口输入，通过P17接口分成两路24V供电系统，其中一路DC_24V为系统内部供电，其中另一路DC_24V_Ext通过P19接口向外部逻辑控制和外部各类元器件供电，达到隔离内外用电的效果。

更进一步地，DC_24V供电系统采用一个电路转换模块将DC24V供电转换成DC5V，电路转换模块包括一组采用芯片LM2596S开关电源模块构成的24V转5V的稳压电路，其中，芯片LM2596S开关电源模块的输出端Out依次串接有用于储能、续流、滤波的电感L1和用于滤波、储能的电容C15并接地，使其输出的高频方波被滤波为直流电压，其中，续流二极管D44的阴极接地且阳极接入电感L1和芯片LM2596S开关电源模块的输出端Out之间的节点，用于保护C15和L1不被感应电压击穿或烧坏。

更进一步地，系统供电模块中启用三路分别由TVS瞬态抑制二极管D33-D35构成的过压保护电路,用于防止过压保护电路的后端元件和设备因过压而损坏，其中，当电压超过5.2V时TVS二极管D33导通，即进行过压保护，D34和D35的过压保护电路也是采用与D33过压保护电路相同的电路结构来实现过压保护的。

优选的，所述逻辑输入模块包括多组的逻辑输入模块单元，所述逻辑输入模块单元采用光耦隔离的输入方式，其中，有信号输入时，光耦U1中的GND0_INPUT点位与in_ch0点位之间存在DC24V的电压，在限流电阻R1的作用下，光耦U1发射管得电发射光信号，此时接收管接收到光信号，输出三极管导通，in_0端电势接近逻辑电压DC5V，输入信号指示灯D1在限流电阻R10的保障下安全点亮，当外部没有信号输入时，U1发射管不工作，输出三极管截止，in_0在下拉电阻R9的作用下电势与GND相同，为低电平，输入指示灯D1、限流电阻构成的回路中电势差为零，D1无电流通过，不发光即无输入指示。