一種基于Arduino的工業自動化控制器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種基于Arduino的工業自動化控制器，包括電源模塊、控制器、光電隔離模塊A、光電隔離模塊B、驅動器和Nrf51822藍牙模塊，所述電源模塊包括DC5V和DC24V，DC5V分別給控制器、Nrf51822藍牙模塊、光電隔離模塊A、光電隔離模塊B和MAX485模塊供電，DC24V分別給驅動器和4路繼電器供電，所述控制器分別連接Nrf51822藍牙模塊、光電隔離模塊A和光電隔離模塊B。本實用新型專利技術采用開源的Arduino技術，降低系統成本，由于是開源的技術，可利用的資源豐富，系統開發的門檻降低，周期縮短，給后期維修維護帶來方便，標準的Modbus通信協議便于系統的網絡化和集成化，采用藍牙通信，提供藍牙通信接口，有效地提高了系統的智能化。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種控制器，具體是一種基于Arduino的工業自動化控制器。
技術介紹
工業控制自動化技術作為20世紀現代制造領域中最重要的技術之一，隨著計算機技術的發展，工業得到飛速發展，我國工業控制自動化技術有了很大進步。目前，工業控制自動化技術正向智能化、網絡化和集成化方向發展。目前，我國工業控制自動化產品存在的主要問題為:1、產品成本太高:目前工業上使用的控制方式絕大多數是PLC，雖然PLC非常適合工業現場的各種環境，但單臺PLC的成本很高，尤其是大中型PLC的控制系統，成本就更加居高不下。2、核心技術大多在國外:通過對比國外各個廠家的產品線和技術參數可以發現，目前國產的工業控制器技術還有很多不足之處，很多技術都需要借鑒德、日、美等發達國家。3、功能單一，可擴展性差:現階段，很多廠商為了實現某一功能而單獨開發一款產品，且硬件和軟件接口預留不夠，給系統的擴展帶來局限性。4、各產品兼容性差，缺乏統一性:各個廠家為保護自家的知識產權，都閉門造車，導致很多標準不統一。當某一系統需要用到各家所長時，兼容性問題很難解決。5、工業現場環境復雜，抗干擾性和穩定性差:工業現場電磁環境復雜，有時只采用硬件措施不能完全消除干擾的影響，必須用軟件措施加以配合才可以提高系統的穩定性。針對上述問題，本文描述一種工業自動化控制器，采用開源的Arduino技術，降低系統成本。由于是開源的技術，可利用的資源豐富，系統開發的門檻降低，周期縮短，給后期維修維護帶來方便。標準的Modbus通信協議便于系統的網絡化和集成化。采用藍牙通信，提供藍牙通信接口，有效地提高了系統的智能化。另外，工業現場很多場合都需要用到開關量，本系統還集成了開關量模塊，增強了系統的功能多樣性。而光電隔離模塊則增強了系統的穩定性。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種基于Arduino的工業自動化控制器，以解決上述
技術介紹
中提出的問題。為實現上述目的，本技術提供如下技術方案:一種基于Arduino的工業自動化控制器，包括電源模塊、控制器、光電隔離模塊A、光電隔離模塊B、驅動器和Nrf51822藍牙模塊，所述電源模塊包括DC5V和DC24V，DC5V分別給控制器、Nrf51822藍牙模塊、光電隔離模塊A和光電隔離模塊B供電，DC24V分別給驅動器和4路繼電器供電，所述控制器分別連接Nrf51822藍牙模塊、光電隔離模塊A和光電隔離模塊B，光電隔離模塊B還通過驅動器連接4路繼電器，所述光電隔離模塊A還通過MAX485模塊連接多個Modbus從設備，所述Nrf51822藍牙模塊通過藍牙通信連接手機，所述控制器采用Arduino mega2560o作為本技術進一步的方案:所述控制器通過4路1口連接光電隔離模塊B。作為本技術進一步的方案:所述控制器通過UARTl口連接光電隔離模塊A。作為本技術進一步的方案:所述控制器通過UART2口連接Nrf51822藍牙模塊。作為本技術再進一步的方案:所述Nrf51822藍牙模塊通過藍牙的方式與手機通信。與現有技術相比，本技術的有益效果是:本技術基于Arduino的工業自動化控制器，采用開源的Arduino技術，降低系統成本，由于是開源的技術，可利用的資源豐富，系統開發的門檻降低，周期縮短，給后期維修維護帶來方便，標準的Modbus通信協議便于系統的網絡化和集成化。采用藍牙通信，提供藍牙通信接口，有效地提高了系統的智能化。另外，工業現場很多場合都需要用到開關量，本系統還采用開關量控制，增強了系統的功能多樣性，而光電隔離模塊則增強了系統的穩定性。【附圖說明】圖1為基于Arduino的工業自動化控制器的結構示意圖。【具體實施方式】下面將結合本技術實施例中的附圖，對本技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本技術保護的范圍。請參閱圖1，本技術實施例中，一種基于Arduino的工業自動化控制器，包括電源模塊、控制器、光電隔離模塊A、光電隔離模塊B、驅動器和Nrf51822藍牙模塊，所述電源模塊包括DC5V和DC24V，DC5V分別給控制器、Nrf51822藍牙模塊、光電隔離模塊A和光電隔離模塊B供電，DC24V分別給驅動器和4路繼電器供電，所述控制器分別連接Nrf 51822藍牙模塊、光電隔離模塊A和光電隔離模塊B，光電隔離模塊B還通過驅動器連接4路繼電器，所述光電隔離模塊A還通過MAX485模塊連接多個Modbus從設備，所述Nrf 51822藍牙模塊通過藍牙通信連接手機，所述控制器采用Arduino mega2560;所述控制器通過4路1 口連接光電隔離模塊B ；所述控制器通過UARTI 口連接光電隔離模塊A;所述控制器通過UART2 口連接Nrf 51822藍牙模塊;所述Nrf51822藍牙模塊通過藍牙的方式與手機通信。 本技術的工作原理是:請參閱圖1，Arduino mega2560控制器:ArduinoMega2560具有54路數字輸入/輸出口(其中16路可作為PffM輸出)，16路模擬輸入，4路UART接口(本技術只使用UARTl和UART2)，一個16MHz晶體振蕩器，6路外部中斷，一路SPI通信接口。片上資源豐富，可擴展多種功能。ModBus協議總線:Modbus協議是應用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協議，控制器相互之間、控制器經由網絡(例如以太網)和其它設備之間可以通信。它已經成為一通用工業標準。有了它，不同廠商生產的控制設備可以連成工業網絡，進行集中監控。然而，Modbus協議需要硬件支持，本技術使用的硬件為RS485，最多可支持256個從設備。使用的485接口芯片是MAX485，每個芯片中都具有一個驅動器和一個接收器，可以實現最高2.5Mbps的傳輸速率，采用半雙工通訊方式，完成將TTL電平轉換為RS485電平的功能。為了增強抗干擾能力，MAX485的RX和TX端分別通過光電隔離模塊A連接mega2560串口 I的TX和RX引腳。NRF51822藍牙模塊:核心芯片采用NRF51822，采用串口透傳的方式實現藍牙通信。nRF51822是功能強大、高靈活性的多協議S0C，非常適用于Bluetooth和2.4GHz超低功耗，廣泛應用于手機和各種智能穿戴設備中。藍牙模塊連接mega2560的串口 2。采用mega2560控制4路1 口輸出高低電平驅動4路24V繼電器閉合斷開的方式實現開關量控制。為了增強抗干擾能力，mega2560的1與24V繼電器之間連接光電隔離B。光電隔離模塊A和光電隔離模塊B實現信號單向傳輸，輸入端與輸出端完全隔離，輸出信號對輸入端無影響，抗干擾能力強。本技術使用的光電隔離芯片有兩種，一是TLP521-4，每顆芯片中集成4個TLP521光電管，可制作4路開關量，為了得到足夠大的電流驅動DC24V繼電器，mega2560的4個1口隔離出來的信號連接ULN2003驅動器。另一個是6N137，該光耦的開關頻率很快，故用它隔離控制變化頻率快的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于Arduino的工業自動化控制器，包括電源模塊、控制器、光電隔離模塊A、光電隔離模塊B、驅動器和Nrf51822藍牙模塊，其特征在于，所述電源模塊包括DC5V和DC24V，DC5V分別給控制器、Nrf51822藍牙模塊、光電隔離模塊A和光電隔離模塊B供電，DC24V分別給驅動器和4路繼電器供電，所述控制器分別連接Nrf51822藍牙模塊、光電隔離模塊A和光電隔離模塊B，光電隔離模塊B還通過驅動器連接4路繼電器，所述光電隔離模塊A還通過MAX485模塊連接多個Modbus從設備，所述Nrf51822藍牙模塊通過藍牙通信連接手機，所述控制器采用Arduino?mega2560。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭松，單博，苑旭，
申請(專利權)人：石家莊佳誠網絡技術有限公司，
類型：新型
國別省市：河北;13