PLC单通道多故障输出装置

摘要

本发明涉及一种PLC单通道多故障输出装置，属于检测信息输出技术领域。该装置由多谐振荡器构成的定时器、与门电路、脉冲计数器、数码寄存器、显示驱动电路以及数码显示器构成；定时器的复位端作为输入端，外接PLC的一个故障脉冲信号输出端；其输出端接与门电路的输入端之一；与门电路的另一输入端外接PLC的同一个故障脉冲信号输出端，其输出端接脉冲计数器的输入端；脉冲计数器的输出端接数码寄存器；数码寄存器通过显示驱动电路接数码显示器。采用本发明的装置可以大大减少可编程控制器系统对各种重要故障分别采用单通道输出而导致的资源浪费，同时又能避免使用故障综合开出导致的故障内容难以判断的弊端。

权利要求

1.一种PLC单通道多故障输出装置，其特征在于：由定时器、与门电路、脉冲计数器、数码寄存器、显示驱动电路以及数码显示器构成；所述定时器的复位端作为输入端，外接PLC的一个故障脉冲信号输出端；所述定时器的输出端接与门电路的输入端之一，用以当出现故障时将输入的一个特定宽度脉冲列分割为预定宽度的相应个数脉冲；所述与门电路的另一输入端外接PLC的同一个故障脉冲信号输出端，所述与门电路的输出端接脉冲计数器的输入端，用以实现对相应个数脉冲的计数；所述脉冲计数器的输出端接数码寄存器，用以寄存脉冲计数输出的累计脉冲数；所述数码寄存器通过显示驱动电路接数码显示器，用以实现对应的数码显示。

2.根据权利要求1所述PLC单通道多故障输出装置，其特征在于：所述定时器由多谐振荡器555构成。

3.根据权利要求2所述PLC单通道多故障输出装置，其特征在于：所述数码寄存器的内部电路由四位并联的D触发器组成，所述脉冲计数器的输出端并行接所述数码寄存器。

4.根据权利要求3所述PLC单通道多故障输出装置，其特征在于：所述数码显示器采用七段数码管。

5.根据权利要求4所述PLC单通道多故障输出装置，其特征在于：所述定时器、与门电路、脉冲计数器、数码寄存器、显示驱动电路以及七段数码管集成在PLC输出模块上。

说明书

PLC单通道多故障输出装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种故障输出装置，尤其是一种PLC单通道多故障输出装置，属于检测信息输出技术领域。

背景技术

[0002] 随着自动化程度的提高，可编程逻辑控制器(PLC)被大量应用。但可编程逻辑控制器处理器通常容量有限，因此处理的输出、输入能力受到限制。在许多使用场合中，经常要求PLC和服务器、客户端组成庞大的操作、故障显示的人机界面(参见图1)。对于单故障显示而言，首先要通过可编程逻辑控制器软件编程进行故障判断处理，然后和服务器进行数据互动，需要动用大量的数据库和复杂的客户端人机界面进行显示、提醒、判断。当某种单一故障调试完成后，需要增加故障判断功能时，必须改动数据库和人机操作界面。由于完成这种改动在正常生产中存在一定风险，因此通常采用集中几个需要增加的故障判断，进行综合输出，而一旦出现综合故障输出，进行判断十分困难，通常要打开编程器对可编程逻辑控制器的程序进行监控，结果会大大延长对故障排除时间。

[0003] 对于简单系统而言，由于系统小，可编程逻辑控制器能扩展的能力更为有限，经常出现系统正常逻辑处理能力不足的情形，结果也不得不综合若干个重要故障进行综合故障输出，导致故障原因分析判断困难，延误时间。

发明内容

[0004] 发明的目的在于：针对以上现有技术存在的问题，提出一种PLC单通道多故障输出装置，该装置借助简单逻辑电路，在不占用输出模板更多通道的情况下(只用一个输出通道)，实现经PLC逻辑程序判断出的多个故障按序输出后，可以分别通过数码管分别显示，从而简单快捷的完成故障种类的判断识别。

[0005] 为了达到以上目的，本发明的PLC单通道多故障输出装置由定时器、与门电路、脉冲计数器、数码寄存器、显示驱动电路以及数码显示器构成；所述定时器的复位端作为输入端，外接PLC的一个故障脉冲信号输出端；所述定时器的输出端接与门电路的输入端之一，用以将输入的一个特定宽度脉冲列分割为预定宽度的相应个数脉冲；所述与门电路的另一输入端外接PLC的同一个故障脉冲信号输出端，所述与门电路的输出端接脉冲计数器的输入端，用以实现对相应个数脉冲的计数；所述脉冲计数器的输出端接数码寄存器，用以寄存脉冲计数输出的累计脉冲数；所述数码寄存器通过显示驱动电路接数码显示器，用以实现对应的数码显示。

[0006] 这样，当可编程逻辑控制器判断出不同故障，并使用不同的中间量进行开出，然后用PLC程序把这些中间量转换成不同宽度的脉冲(多数PLC本身有脉冲输出功能，没有脉冲输出功能的PLC也很容易用程序进行汇编实现此功能)，只要用固定的一个通道按优先级顺序即把不同的故障以不同的脉冲宽度输出。之后，通过本发明的PLC单通道多故障输出装置，把先后输出的反映不同故障信息的各种脉冲宽度进行处理，转换成不同脉冲的个数，然后对脉冲计数，最后由数码管译码成数字显示。这样，只要建立了数字、脉冲宽度以及故障种类的对应关系，使显示数字成为故障编码，即可十分方便的识别出故障种类。

[0007] 采用本发明后，利用有输出功能的可编程逻辑控制器模块上的一个输出通道即可把若干个经可编程逻辑控制器程序判断的要求处理的故障，经处理后直接进行数字显示。借助事先设定的故障编码，可以一目了然的识别故障种类，非常便捷，不占用可编程逻辑控制器处理器的资源。因此，采用本发明的装置可以大大减少可编程控制器系统对各种重要故障分别采用单通道输出而导致的资源浪费，同时又能避免使用故障综合开出导致的故障内容难以判断的弊端。

附图说明

[0008] 下面结合附图对本发明作进一步的说明。

[0009] 图1是可编程逻辑控制器系统常规框架图。

[0010] 图2是本发明一个实施例的脉冲检测示意图。

[0011] 图3是本发明一个故障信号转化为脉冲输出PLC程序梯形图。

[0012] 图4是本发明一个实施例的电路原理图。

[0013] 图5是图3中数码寄存器的电路原理图。

[0014] 以上图4中，A是555多谐振荡器构成的定时器，B是计数实现电路，1是七段数码管，2是555定时器中的充放电电容，3是555定时器中的充放电电阻，4是555定时器外置的复位端，5是PLC故障脉冲信号输出端外接端，6是与门，图2中C是PLC输出的被测信号高电平结束端。

具体实施方式

[0015] 实施例一

[0016] 本实施例的PLC单通道多故障输出装置如图4所示，由多谐振荡器构成的定时器A、与门电路6、脉冲计数器、数码寄存器、显示驱动电路以及作为数码显示器的七段数码管1构成。定时器A的复位端4作为输入端，通过外接端5外接PLC的一个故障脉冲信号输出端。该定时器的输出端Q接与门电路6的输入端之一，而该与门电路的另一输入端也通过外接端5外接PLC的同一个故障脉冲信号输出端。这样，只要对构成定时器的元器件电容
2和电阻3进行合适的选择，即可构成时间为预定单位的定时器，例如构成一个时间为0.5S的定时器，采用外置的复位端4对555定时器进行控制。当PLC程序对故障判断输出一个
1.5S宽度的脉冲列，即在外接端5以高电位输入宽度为1.5S的脉冲时，复位端4被相应置为高电位，由于555定时器输出周期T为0.5秒的震荡频率，设其中高电位为0.3S，这样与门电路6的两输入端将分别得到宽度为1.5S的脉冲和一个周期为0.5S、高电位为0.3S、低电位为0.2S的脉冲信号(参见图2)，通过与门电路将高电位为0.3S输出一个脉冲。

[0017] 与门电路6的输出端接40192脉冲计数器的输入端CP+，而该脉冲计数器的输出端并行接4位数码寄存器，该数码寄存器的内部电路如图5所示，由4位并联的D触发器组成。当40192的CP+端出入0.3S周期的脉冲时，在40192中将对输入脉冲计数；当PLC的故障脉冲信号从高电平向低电平突变时，图4中D触发器组成的数码寄存器通过一个取反过程，将产生一个由低电平向高电平跳变的脉冲，从而实现40192组成的计数器累计的数据向数码寄存器进行数据并行输入。而该数码寄存器通过4547显示驱动电路接七段数码管1，实现对应的数码显示。这样，可以确保每次PLC在输出的高电位脉冲完成后，一次显示在七段数码管上。

[0018] 通过固化PLC输出模块定时器震荡脉冲，同时对不同故障设立相对于震荡脉冲整数倍的脉冲输出，其中尽量把震荡脉冲高电位的脉冲宽度放大一点，这样可以确保计数的准确。

[0019] 以上装置中的定时器A、与门电路6、脉冲计数器、数码寄存器、显示驱动电路以及作为数码显示器的七段数码管1完全采用基本元器件构成，集成在PLC输出模块上，结构简单，可以对故障输出进行定性显示。本实施例配套的可编程逻辑控制器控制系统工作时，首先对所要输出的故障进行中间量开出，进行编号和优先级排列，然后对这些故障中间量进行编程，形成对应不同故障的各种宽度脉冲列，按照优先级占用一个通道输出即可。在不需要故障输出显示时，该通道可以作为正常的输出通道使用，没有任何影响。当出现故障，PLC输出特定脉冲宽度的故障脉冲列信号时(参见图3)，本实施例的装置对该脉冲列按一定的宽度进行分割，并翻译成数字显示。例如：故障A中间量输出一个1秒的脉冲列，按固定的500毫秒的脉冲分度进行处理，则数码管显示数字为“2”。对照输出1秒的脉冲列的故障中间量A，即可知道该故障代码“2”指示出现了故障A。从而可以实现被检系统的诊断功能，直观的通过数字显示，一目了然的知晓出现了何种故障。

[0020] 采用本实施例的装置可以大大降低可编程控制器系统的资源消耗，解决故障诊断困难的问题，减少重要岗位仅仅为了检视故障状态而设置的CRT，实现无人值班，远程识别，减少资源污染。

[0021] 以上装置对可编程控制器系统自身的故障也能进行输出显示，例如：看门狗超时、电源质量、系统诊断等等。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。例如，通过对电路的扩展，可以对其他模拟量的输出采用相同的原理进行监控。而通过设置手动清零按钮，进行清零操作，可以保证数据的及时更新和检验。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。