可編程邏輯控制器簡稱PLC(Programmable Logic Controller),具有編程簡單、可靠性高、通用性強和使用方便等特點,廣泛應用于工業(yè)控制中的各類生產(chǎn)過程。目前的PLC系統(tǒng)多用指示燈來顯示生產(chǎn)過程或設(shè)備的狀態(tài)信號,或借助于的人機界面(HMI)、工業(yè)PC來顯示過程變量或設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)。HMI和IPC不僅增加了PLC系統(tǒng)的成本,而且無法適應高溫、高濕熱、多粉塵的工作環(huán)境?;?/span>LED的數(shù)顯儀表具有環(huán)境適應性強、顯示直觀、醒目等優(yōu)點,可以滿足某些工業(yè)現(xiàn)場的特殊顯示需求。然而,如果使PLC系統(tǒng)的I/O直接驅(qū)動數(shù)碼管進行顯示,則需要占用大量的PLC系統(tǒng)I/O資源。本文采用單片機和程序控制技術(shù),通過特定的傳輸時序,只需使用PLC系統(tǒng)的2個I/O點即可實現(xiàn)其參數(shù)顯示。1 硬件設(shè)計以STC89C51為核心實現(xiàn)的PLC系統(tǒng)兩線連接型數(shù)顯儀表的硬件組成如圖1所示。整個硬件系統(tǒng)主要由STC89C51單片機、輸入接口、程序下載接口、數(shù)碼管顯示驅(qū)動電路、按鍵輸入(可選)和報警輸出(可選)等部分組成。STC89C51和標準80C51保持硬件結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)兼容,提高了時鐘速率,擴充了在系統(tǒng)編程(ISP)、在應用編程(IAP)、電源欠壓檢測與復位、看門狗復位等功能,其I/O口經(jīng)過了特殊的設(shè)計,使其在工業(yè)控制環(huán)境中具有*的可靠性.
PLC系統(tǒng)通過兩個輸出點將顯示數(shù)據(jù)按照一定的時序傳給數(shù)顯儀表。PLC系統(tǒng)一般有繼電器出、可控硅輸出、晶體管輸出和24V直流電壓輸出等多種形式可供選擇,一般使用其晶體管輸出或24V輸出形式經(jīng)過相應的轉(zhuǎn)換電路連接數(shù)顯儀表。為了適應兩種輸出形式,采用光電耦合器統(tǒng)一將PLC系統(tǒng)的輸出信號轉(zhuǎn)換為TTL電平信號。如果PLC系統(tǒng)的輸出形式為24VDC,例如西門子的S7系列PLC,則PLC輸出與光電耦合器輸入側(cè)的連接。如果PLC系統(tǒng)的輸出為晶體管集電極開路或漏極開路輸出,如三菱的FX系列PLC,則PLC輸出與光電耦合器輸入側(cè)的連接。無論采用何種連接方式,轉(zhuǎn)換后進入STC89C51單片機的信號邏輯都與PLC系統(tǒng)的輸出邏輯保持一致。使用光電耦合器實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換,有利于提高系統(tǒng)的抗*力,因為干擾信號即使具有較高的電壓幅值,但其能量相對較小,形成的微弱電流一般不足以使光電耦合器導。轉(zhuǎn)換后的兩路信號分別作為數(shù)據(jù)線和時鐘線,連接到單片機的兩個外中斷輸入引腳,便于使用中斷方式傳輸顯示數(shù)據(jù)。
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