一种三菱PLC数据采集设备的制作方法
该技术已申请专利。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
一种三菱plc数据采集设备
技术领域
1.本实用新型工业设备属于技术领域，特别是涉及一种三菱plc数据采集设备。
背景技术：
2.可编程逻辑控制器(plc)是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。
3.当前对三菱plc进行数据采集一般需要辅助其他模块或者对原有plc工程进行修改，这增加了硬件成本和时间成本。其采集模块数据上传通讯方式过于单一，灵活性差。
技术实现要素：
4.本实用新型的目的在于提供一种三菱plc数据采集设备，通过设置mcu采集plc数据并上传云端；网关直连plc进行读写数据，无需额外的扩展模块，减少硬件成本；无需修改原plc工程，减少时间成本和因修改造成出错的可能性。网关上传数据方式多样，灵活性高。可根据现场环境选择最优方式，无需为了网络通讯额外布置网络线路增加成本。
5.为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
6.本实用新型为一种三菱plc数据采集设备，包括mcu；所述mcu还分别与plc、电源模块、指示灯模块和usb模块电性连接；所述mcu通过rs232或rs422或rs485接口模块采集plc的数据；所述mcu将采集命令数据通过串口发送，分别通过串口转换芯片转换成rs232/rs422/rs485接口模块的接口协议格式数据后发送给plc；所述plc应答的数据通过转换芯片转换成串口数据传输至mcu；所述mcu通过网络模块将采集的plc的数据传输至云端服务器。
7.进一步地，所述电源模块为mcu进行供电。
8.进一步地，所述网络模块包括网口模块、wifi模块、4g模块和5g模块。
9.进一步地，所述网口模块采用w5500网络协议栈芯片；所述mcu通过spi接口与连接w5500网络协议栈芯片，再通过变压芯片转换到rj45接口。
10.进一步地，所述mcu通过uart接口连接4g模块和wifi模块。
11.进一步地，所述mcu通过usb接口连接5g模块。
12.进一步地，所述mcu通过gpio管脚控制指示灯模块，所述指示灯模块用于显示设备的工作状态。
13.进一步地，所述mcu的串口数据经过ch340芯片转换成usb数据。
14.本实用新型具有以下有益效果：
15.本实用新型通过设置mcu采集plc数据并上传云端；网关直连plc进行读写数据，无需额外的扩展模块，减少硬件成本；无需修改原plc工程，减少时间成本和因修改造成出错的可能性。网关上传数据方式多样，灵活性高。可根据现场环境选择最优方式，无需为了网
络通讯额外布置网络线路增加成本。
16.当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为一种三菱plc数据采集设备的系统框图；
19.图2为mcu数据转换电路的电路图。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.请参阅图1所示，本实用新型为一种三菱plc数据采集设备，包括mcu；mcu还分别与plc、电源模块、指示灯模块和usb模块电性连接；mcu采用stm32微控制器；
22.电源模块为mcu进行供电；mcu通过gpio管脚控制指示灯模块，指示灯模块用于显示设备的工作状态；led指示灯为5钟不同颜色指示灯，不同颜色分别代表不同的含义，包括电源供电状态、设备运行状态、设备上云状态、数据采集指示、设备故障；
23.mcu的串口数据经过ch340芯片转换成usb数据；用于配置采集参数等配置信息；通过设置usb模块方便pc机通过miniusb线连接网关设备进行调试；
24.mcu通过rs232或rs422或rs485接口模块采集plc的数据；根据plc支持的通讯协议格式选择对应的模块；
25.mcu将采集命令数据通过串口发送，分别通过串口转换芯片转换成rs232/rs422/rs485接口模块的接口协议格式数据后发送给plc；plc应答的数据通过转换芯片转换成串口数据传输至mcu；
26.mcu通过网络模块将采集的plc的数据传输至云端服务器；
27.网络模块包括网口模块、wifi模块、4g模块和5g模块，mcu通过rmii接口连接phy芯片lan8720，后经过变压芯片转换成生活中常用的rj45接口，即网线插座；网口模块采用w5500网络协议栈芯片；mcu通过spi接口与连接w5500网络协议栈芯片，再通过变压芯片转换到rj45接口，mcu通过uart接口连接4g模块和wifi模块，mcu通过usb接口连接5g模块。
28.如图2所示，本实施例为微控制器uart数据与rs485数据转换电路；
29.微控制器uart发送脚连接转换芯片第6脚，数据转换成差分信号经12，13脚输出a，b信号。同样也可将ab总线上的数据经过芯片转换成ttl信号，通过3脚连接微控制器，即将总线rs485数据转换成uart数据。芯片的输入输出转换状态通过4，5脚控制，微控制器通过gpio连接控制两脚，实现数据的输入输出转换。ab信号之间加120欧姆匹配电阻r3，增加抗干扰能力。
30.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
31.以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
技术特征：
1.一种三菱plc数据采集设备，其特征在于，包括mcu；所述mcu还分别与plc、电源模块、指示灯模块和usb模块电性连接；所述mcu通过rs232或rs422或rs485接口模块采集plc的数据；所述mcu将采集命令数据通过串口发送，分别通过串口转换芯片转换成rs232/rs422/rs485接口模块的接口协议格式数据后发送给plc；所述plc应答的数据通过转换芯片转换成串口数据传输至mcu；所述mcu通过网络模块将采集的plc的数据传输至云端服务器。2.根据权利要求1所述的一种三菱plc数据采集设备，其特征在于，所述电源模块为mcu进行供电。3.根据权利要求1所述的一种三菱plc数据采集设备，其特征在于，所述网络模块包括网口模块、wifi模块、4g模块和5g模块。4.根据权利要求3所述的一种三菱plc数据采集设备，其特征在于，所述网口模块采用w5500网络协议栈芯片；所述mcu通过spi接口与连接w5500网络协议栈芯片，再通过变压芯片转换到rj45接口。5.根据权利要求3所述的一种三菱plc数据采集设备，其特征在于，所述mcu通过uart接口连接4g模块和wifi模块。6.根据权利要求3所述的一种三菱plc数据采集设备，其特征在于，所述mcu通过usb接口连接5g模块。7.根据权利要求1所述的一种三菱plc数据采集设备，其特征在于，所述mcu通过gpio管脚控制指示灯模块，所述指示灯模块用于显示设备的工作状态。8.根据权利要求1所述的一种三菱plc数据采集设备，其特征在于，所述mcu的串口数据经过ch340芯片转换成usb数据。
技术总结
本实用新型公开了一种三菱PLC数据采集设备，包括MCU；MCU通过RS232或RS422或RS485接口模块采集PLC的数据；MCU将采集命令数据通过串口发送，分别通过串口转换芯片转换成RS232/RS422/RS485接口模块的接口协议格式数据后发送给PLC；PLC应答的数据通过转换芯片转换成串口数据传输至MCU；MCU通过网络模块将采集的PLC的数据传输至云端服务器。本实用新型通过设置MCU采集PLC数据并上传云端；网关直连PLC进行读写数据，无需额外的扩展模块，减少硬件成本；无需修改原PLC工程，减少时间成本和因修改造成出错的可能性。网关上传数据方式多样，灵活性高。可根据现场环境选择最优方式，无需为了网络通讯额外布置网络线路增加成本。为了网络通讯额外布置网络线路增加成本。为了网络通讯额外布置网络线路增加成本。
技术研发人员：斯晓强 窦建中
受保护的技术使用者：哈工大机器人湖州国际创新研究院
技术研发日：2022.07.01
技术公布日：2022/11/28
一种三菱plc数据采集设备
技术领域
1.本实用新型工业设备属于技术领域，特别是涉及一种三菱plc数据采集设备。
背景技术：
2.可编程逻辑控制器(plc)是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。
3.当前对三菱plc进行数据采集一般需要辅助其他模块或者对原有plc工程进行修改，这增加了硬件成本和时间成本。其采集模块数据上传通讯方式过于单一，灵活性差。
技术实现要素：
4.本实用新型的目的在于提供一种三菱plc数据采集设备，通过设置mcu采集plc数据并上传云端；网关直连plc进行读写数据，无需额外的扩展模块，减少硬件成本；无需修改原plc工程，减少时间成本和因修改造成出错的可能性。网关上传数据方式多样，灵活性高。可根据现场环境选择最优方式，无需为了网络通讯额外布置网络线路增加成本。
5.为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
6.本实用新型为一种三菱plc数据采集设备，包括mcu；所述mcu还分别与plc、电源模块、指示灯模块和usb模块电性连接；所述mcu通过rs232或rs422或rs485接口模块采集plc的数据；所述mcu将采集命令数据通过串口发送，分别通过串口转换芯片转换成rs232/rs422/rs485接口模块的接口协议格式数据后发送给plc；所述plc应答的数据通过转换芯片转换成串口数据传输至mcu；所述mcu通过网络模块将采集的plc的数据传输至云端服务器。
7.进一步地，所述电源模块为mcu进行供电。
8.进一步地，所述网络模块包括网口模块、wifi模块、4g模块和5g模块。
9.进一步地，所述网口模块采用w5500网络协议栈芯片；所述mcu通过spi接口与连接w5500网络协议栈芯片，再通过变压芯片转换到rj45接口。
10.进一步地，所述mcu通过uart接口连接4g模块和wifi模块。
11.进一步地，所述mcu通过usb接口连接5g模块。
12.进一步地，所述mcu通过gpio管脚控制指示灯模块，所述指示灯模块用于显示设备的工作状态。
13.进一步地，所述mcu的串口数据经过ch340芯片转换成usb数据。
14.本实用新型具有以下有益效果：
15.本实用新型通过设置mcu采集plc数据并上传云端；网关直连plc进行读写数据，无需额外的扩展模块，减少硬件成本；无需修改原plc工程，减少时间成本和因修改造成出错的可能性。网关上传数据方式多样，灵活性高。可根据现场环境选择最优方式，无需为了网
络通讯额外布置网络线路增加成本。
16.当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为一种三菱plc数据采集设备的系统框图；
19.图2为mcu数据转换电路的电路图。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.请参阅图1所示，本实用新型为一种三菱plc数据采集设备，包括mcu；mcu还分别与plc、电源模块、指示灯模块和usb模块电性连接；mcu采用stm32微控制器；
22.电源模块为mcu进行供电；mcu通过gpio管脚控制指示灯模块，指示灯模块用于显示设备的工作状态；led指示灯为5钟不同颜色指示灯，不同颜色分别代表不同的含义，包括电源供电状态、设备运行状态、设备上云状态、数据采集指示、设备故障；
23.mcu的串口数据经过ch340芯片转换成usb数据；用于配置采集参数等配置信息；通过设置usb模块方便pc机通过miniusb线连接网关设备进行调试；
24.mcu通过rs232或rs422或rs485接口模块采集plc的数据；根据plc支持的通讯协议格式选择对应的模块；
25.mcu将采集命令数据通过串口发送，分别通过串口转换芯片转换成rs232/rs422/rs485接口模块的接口协议格式数据后发送给plc；plc应答的数据通过转换芯片转换成串口数据传输至mcu；
26.mcu通过网络模块将采集的plc的数据传输至云端服务器；
27.网络模块包括网口模块、wifi模块、4g模块和5g模块，mcu通过rmii接口连接phy芯片lan8720，后经过变压芯片转换成生活中常用的rj45接口，即网线插座；网口模块采用w5500网络协议栈芯片；mcu通过spi接口与连接w5500网络协议栈芯片，再通过变压芯片转换到rj45接口，mcu通过uart接口连接4g模块和wifi模块，mcu通过usb接口连接5g模块。
28.如图2所示，本实施例为微控制器uart数据与rs485数据转换电路；
29.微控制器uart发送脚连接转换芯片第6脚，数据转换成差分信号经12，13脚输出a，b信号。同样也可将ab总线上的数据经过芯片转换成ttl信号，通过3脚连接微控制器，即将总线rs485数据转换成uart数据。芯片的输入输出转换状态通过4，5脚控制，微控制器通过gpio连接控制两脚，实现数据的输入输出转换。ab信号之间加120欧姆匹配电阻r3，增加抗干扰能力。
30.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
31.以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
技术特征：
1.一种三菱plc数据采集设备，其特征在于，包括mcu；所述mcu还分别与plc、电源模块、指示灯模块和usb模块电性连接；所述mcu通过rs232或rs422或rs485接口模块采集plc的数据；所述mcu将采集命令数据通过串口发送，分别通过串口转换芯片转换成rs232/rs422/rs485接口模块的接口协议格式数据后发送给plc；所述plc应答的数据通过转换芯片转换成串口数据传输至mcu；所述mcu通过网络模块将采集的plc的数据传输至云端服务器。2.根据权利要求1所述的一种三菱plc数据采集设备，其特征在于，所述电源模块为mcu进行供电。3.根据权利要求1所述的一种三菱plc数据采集设备，其特征在于，所述网络模块包括网口模块、wifi模块、4g模块和5g模块。4.根据权利要求3所述的一种三菱plc数据采集设备，其特征在于，所述网口模块采用w5500网络协议栈芯片；所述mcu通过spi接口与连接w5500网络协议栈芯片，再通过变压芯片转换到rj45接口。5.根据权利要求3所述的一种三菱plc数据采集设备，其特征在于，所述mcu通过uart接口连接4g模块和wifi模块。6.根据权利要求3所述的一种三菱plc数据采集设备，其特征在于，所述mcu通过usb接口连接5g模块。7.根据权利要求1所述的一种三菱plc数据采集设备，其特征在于，所述mcu通过gpio管脚控制指示灯模块，所述指示灯模块用于显示设备的工作状态。8.根据权利要求1所述的一种三菱plc数据采集设备，其特征在于，所述mcu的串口数据经过ch340芯片转换成usb数据。
技术总结
本实用新型公开了一种三菱PLC数据采集设备，包括MCU；MCU通过RS232或RS422或RS485接口模块采集PLC的数据；MCU将采集命令数据通过串口发送，分别通过串口转换芯片转换成RS232/RS422/RS485接口模块的接口协议格式数据后发送给PLC；PLC应答的数据通过转换芯片转换成串口数据传输至MCU；MCU通过网络模块将采集的PLC的数据传输至云端服务器。本实用新型通过设置MCU采集PLC数据并上传云端；网关直连PLC进行读写数据，无需额外的扩展模块，减少硬件成本；无需修改原PLC工程，减少时间成本和因修改造成出错的可能性。网关上传数据方式多样，灵活性高。可根据现场环境选择最优方式，无需为了网络通讯额外布置网络线路增加成本。为了网络通讯额外布置网络线路增加成本。为了网络通讯额外布置网络线路增加成本。
技术研发人员：斯晓强 窦建中
受保护的技术使用者：哈工大机器人湖州国际创新研究院
技术研发日：2022.07.01
技术公布日：2022/11/28
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