CN107800110A - 数据采集卡接口转换模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了数据采集卡接口转换模块，包括继电器控制电路、触电通断电路、功耗电流与回路电压模块、电缆接口模块、数据采集卡、上位机，继电器控制电路、触电通断电路、功耗电流与回路电压模块分别与电缆接口模块连接，所述电缆接口模块与数据采集卡连接，所述数据采集卡与计算机连接；外界数据信号分别通入继电器控制电路、触电通断电路、功耗电流与回路电压模块，其中继电器控制电路用于接收外界数据信号中控制继电器的动作状态的信号，所述触电通断电路用于检测释放电压特性测试，所述功耗电流与回路电压模块用于检测接触器功耗。本发明将外界数据信号分类送入上位机，减小上位机的处理负荷，提高抗干扰能力。

Description

数据采集卡接口转换模块
技术领域
本发明涉及电路领域，具体涉及数据采集卡接口转换模块。
背景技术
在电工学上，因为可快速切断交流与直流主回路和可频繁地接通与大电流控制(达800A)电路的装置，所以经常运用于电动机做为控制对象﹐也可用作控制工厂设备﹑电热器﹑工作母机和各样电力机组等电力负载，接触器不仅能接通和切断电路，而且还具有低电压释放保护作用。接触器控制容量大，适用于频繁操作和远距离控制,是自动控制系统中的重要元件之一。接触器的工作原理是：当接触器线圈通电后，线圈电流会产生磁场，产生的磁场使静铁芯产生电磁吸力吸引动铁芯，并带动交流接触器点动作，常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原，常开触点断开，常闭触点闭合。直流接触器的工作原理跟温度开关的原理有点相似。现有的接触器接收的信号是将外界数据信号无差别的输入到上位机，使得上位机处理数据速度较低，抗干扰能力差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有的接触器接收的信号是将外界数据信号无差别的输入到上位机，使得上位机处理数据速度较低，抗干扰能力差，目的在于提供数据采集卡接口转换模块，将外界数据信号分类送入上位机，减小上位机的处理负荷。
本发明通过下述技术方案实现：
数据采集卡接口转换模块，包括继电器控制电路、触电通断电路、功耗电流与回路电压模块、电缆接口模块、数据采集卡、上位机，继电器控制电路、触电通断电路、功耗电流与回路电压模块分别与电缆接口模块连接，所述电缆接口模块与数据采集卡连接，所述数据采集卡与计算机连接；外界数据信号分别通入继电器控制电路、触电通断电路、功耗电流与回路电压模块，其中继电器控制电路用于接收外界数据信号中控制继电器的动作状态的信号，所述触电通断电路用于检测释放电压特性测试，所述功耗电流与回路电压模块用于检测接触器功耗，所述电缆接口模块用于继电器控制电路、触电通断电路、功耗电流与回路电压模块与数据采集卡之间的信号传送，所述数据采集卡用于将模拟信号转换为数字信号。
进一步地，释放电压包括85％额定电压、75％额定电压、10％额定电压。
进一步地，继电器采用SIZE3，所述触点通断电路包括电阻R49、电阻R51、电阻R53、电阻R54、电阻R55、电阻R57、二极管D21、二极管D22、发光二极管DA21、发光二极管DA22、光耦U1、光耦U2，所述电阻R49一端连接继电器的P2.7，其另一端连接光耦U1的发光二极管的阳极；二极管D21的阳极接地，阴极连接在继电器与电阻R49连接的线路上；光耦U1的光敏三级管的发射极连接继电器的P27；电阻R51一端连接在光耦U1与继电器连接的线路上，另一端连接发光二极管DA21的阳极，发光二极管DA21的阴极接地；所述电阻R53一端连接继电器的P2.3，其另一端连接光耦U2的发光二极管的阳极；二极管D22的阳极接地，阴极连接在继电器与电阻R53连接的线路上；光耦U2的光敏三级管的发射极连接继电器的P23；电阻R57一端连接在光耦U2与继电器连接的线路上，另一端连接发光二极管DA22的阳极，发光二极管DA21的阴极接地；电阻R54一端连接在电阻R53与二极管D22连接的线路上，其另一端接地；电阻R55一端连接在电阻R54与电阻R53连接的线路上，其另一端连接继电器的A17。
进一步地，继电器采用SIZE3，所述继电器控制电路包括电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、光耦U3、光耦U4、二极管D9、二极管D10、发光二极管DA9、发光二极管DA10，所述电阻R17一端连接继电器的P10，其另一端连接光耦U3的发光二极管的阳极；电阻R18一端连接光耦U3的光敏三极管的发射极，其另一端连接发光二极管DA9的阳极，发光二极管DA9的阴极接地；二极管D9的阳极连接发光二极管DA9的阴极，二极管D9的阴极连接在电阻R18与光耦U3连接的线路上；光耦U3的光敏三极管的发射极连接继电器的P1.0；所述电阻R19一端连接继电器的P11，其另一端连接光耦U4的发光二极管的阳极；电阻R20一端连接光耦U4的光敏三极管的发射极，其另一端连接发光二极管DA10的阳极，发光二极管DA10的阴极接地；二极管D10的阳极连接发光二极管DA10的阴极，二极管D10的阴极连接在电阻R20与光耦U4连接的线路上；光耦U4的光敏三极管的发射极连接继电器的P1.1。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本发明首先采用对外部信号进行分类的思路；其次，针对接口转换电路中的不同信号进行不同的电路设计，即继电器控制电路、触电通断电路、功耗电流与回路电压模块；最后，将电路中的模拟信号通过电缆接口电路传送到数据采集卡上，转换为数字信号到计算机中；将外界数据信号分类送入上位机，减小上位机的处理负荷，提高抗干扰能力。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明结构框图；
图2为本发明触点通断电路；
图3为本发明继电器控制电路。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1至图3所示，数据采集卡接口转换模块，包括继电器控制电路、触电通断电路、功耗电流与回路电压模块、电缆接口模块、数据采集卡、上位机，继电器控制电路、触电通断电路、功耗电流与回路电压模块分别与电缆接口模块连接，所述电缆接口模块与数据采集卡连接，所述数据采集卡与计算机连接；外界数据信号分别通入继电器控制电路、触电通断电路、功耗电流与回路电压模块，其中继电器控制电路用于接收外界数据信号中控制继电器的动作状态的信号，所述触电通断电路用于检测释放电压特性测试，所述功耗电流与回路电压模块用于检测接触器功耗，所述电缆接口模块用于继电器控制电路、触电通断电路、功耗电流与回路电压模块与数据采集卡之间的信号传送，所述数据采集卡用于将模拟信号转换为数字信号。
释放电压包括85％额定电压、75％额定电压、10％额定电压。将85％额定电压、75％额定电压、10％额定电压分别加载于线圈，对其完成释放电压特性试验。
继电器采用SIZE3，所述触点通断电路包括电阻R49、电阻R51、电阻R53、电阻R54、电阻R55、电阻R57、二极管D21、二极管D22、发光二极管DA21、发光二极管DA22、光耦U1、光耦U2，所述电阻R49一端连接继电器的P2.7，其另一端连接光耦U1的发光二极管的阳极；二极管D21的阳极接地，阴极连接在继电器与电阻R49连接的线路上；光耦U1的光敏三级管的发射极连接继电器的P27；电阻R51一端连接在光耦U1与继电器连接的线路上，另一端连接发光二极管DA21的阳极，发光二极管DA21的阴极接地；所述电阻R53一端连接继电器的P2.3，其另一端连接光耦U2的发光二极管的阳极；二极管D22的阳极接地，阴极连接在继电器与电阻R53连接的线路上；光耦U2的光敏三级管的发射极连接继电器的P23；电阻R57一端连接在光耦U2与继电器连接的线路上，另一端连接发光二极管DA22的阳极，发光二极管DA21的阴极接地；电阻R54一端连接在电阻R53与二极管D22连接的线路上，其另一端接地；电阻R55一端连接在电阻R54与电阻R53连接的线路上，其另一端连接继电器的A17。
针对接触器的功耗问题，检测其功耗引脚A14电流波形和引脚A10电路中加载在接触器两端的电压值。模拟输出闭环调节电路中电压，使电路工作于合适的电压范围。被测接触器两端加载的直流电压最高为250V，对应采集卡的最大输出电压10V；采集卡模拟输出2V，对应稳压电源最大量程300V。考虑到外界信号的干扰，在软件内进行信号高频滤波。由此可知，实现功耗电流的检测、回路电压的采集和加载接触器上电压的闭环控制是本电路设计目的。
根据性能检测的需求，数据采集卡输出数字信号控制继电器的动作状态。采集卡输出高电平的数字信号，吸合继电器，电路工作；采集卡输出低电平的数字信号，断开继电器，停止工作。继电器控制电路包括电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、光耦U3、光耦U4、二极管D9、二极管D10、发光二极管DA9、发光二极管DA10，所述电阻R17一端连接继电器的P10，其另一端连接光耦U3的发光二极管的阳极；电阻R18一端连接光耦U3的光敏三极管的发射极，其另一端连接发光二极管DA9的阳极，发光二极管DA9的阴极接地；二极管D9的阳极连接发光二极管DA9的阴极，二极管D9的阴极连接在电阻R18与光耦U3连接的线路上；光耦U3的光敏三极管的发射极连接继电器的P1.0；所述电阻R19一端连接继电器的P11，其另一端连接光耦U4的发光二极管的阳极；电阻R20一端连接光耦U4的光敏三极管的发射极，其另一端连接发光二极管DA10的阳极，发光二极管DA10的阴极接地；二极管D10的阳极连接发光二极管DA10的阴极，二极管D10的阴极连接在电阻R20与光耦U4连接的线路上；光耦U4的光敏三极管的发射极连接继电器的P1.1。依据电路原理，由光耦U4、光耦U3，电阻和二级管等组成控制继电器电路模型。电路的输入端与输出端选用了光耦实现其电气隔离。引脚P10(或P11)输入+5V的高电平信号，光耦电路导通，将+24V电压加载于继电器线圈；引脚P10(或P11)输入低电平信号，光耦电路断开，继电器断开，停止工作。
数据采集卡和电路板之间需要传送信号，为此设计了68针接口电路，将8路模拟输入、2路模拟输出和8路数字输入输出等端口对应于数据采集卡通道的连接。接口电路的设计直接影响到数据传输的准确性，它提供信息相互交换的应答信号，并根据寻址信息选择相应的读写寄存器。为了便于扩展，设计接口电路时，将其所有接口，包括模拟输入输出、数字输入输出、模拟数字接地、数据采集卡输出等都扩展设计出来，以供日后选择。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.数据采集卡接口转换模块，其特征在于，包括继电器控制电路、触电通断电路、功耗电流与回路电压模块、电缆接口模块、数据采集卡、上位机，继电器控制电路、触电通断电路、功耗电流与回路电压模块分别与电缆接口模块连接，所述电缆接口模块与数据采集卡连接，所述数据采集卡与计算机连接；外界数据信号分别通入继电器控制电路、触电通断电路、功耗电流与回路电压模块，其中继电器控制电路用于接收外界数据信号中控制继电器的动作状态的信号，所述触电通断电路用于检测释放电压特性测试，所述功耗电流与回路电压模块用于检测接触器功耗，所述电缆接口模块用于继电器控制电路、触电通断电路、功耗电流与回路电压模块与数据采集卡之间的信号传送，所述数据采集卡用于将模拟信号转换为数字信号。
2.根据权利要求1所述的数据采集卡接口转换模块，其特征在于，释放电压包括85％额定电压、75％额定电压、10％额定电压。
3.根据权利要求1所述的数据采集卡接口转换模块，其特征在于，继电器采用SIZE3，所述触点通断电路包括电阻R49、电阻R51、电阻R53、电阻R54、电阻R55、电阻R57、二极管D21、二极管D22、发光二极管DA21、发光二极管DA22、光耦U1、光耦U2，所述电阻R49一端连接继电器的P2.7，其另一端连接光耦U1的发光二极管的阳极；二极管D21的阳极接地，阴极连接在继电器与电阻R49连接的线路上；光耦U1的光敏三级管的发射极连接继电器的P27；电阻R51一端连接在光耦U1与继电器连接的线路上，另一端连接发光二极管DA21的阳极，发光二极管DA21的阴极接地；所述电阻R53一端连接继电器的P2.3，其另一端连接光耦U2的发光二极管的阳极；二极管D22的阳极接地，阴极连接在继电器与电阻R53连接的线路上；光耦U2的光敏三级管的发射极连接继电器的P23；电阻R57一端连接在光耦U2与继电器连接的线路上，另一端连接发光二极管DA22的阳极，发光二极管DA21的阴极接地；电阻R54一端连接在电阻R53与二极管D22连接的线路上，其另一端接地；电阻R55一端连接在电阻R54与电阻R53连接的线路上，其另一端连接继电器的A17。
4.根据权利要求1所述的数据采集卡接口转换模块，其特征在于，继电器采用SIZE3，所述继电器控制电路包括电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、光耦U3、光耦U4、二极管D9、二极管D10、发光二极管DA9、发光二极管DA10，所述电阻R17一端连接继电器的P10，其另一端连接光耦U3的发光二极管的阳极；电阻R18一端连接光耦U3的光敏三极管的发射极，其另一端连接发光二极管DA9的阳极，发光二极管DA9的阴极接地；二极管D9的阳极连接发光二极管DA9的阴极，二极管D9的阴极连接在电阻R18与光耦U3连接的线路上；光耦U3的光敏三极管的发射极连接继电器的P1.0；所述电阻R19一端连接继电器的P11，其另一端连接光耦U4的发光二极管的阳极；电阻R20一端连接光耦U4的光敏三极管的发射极，其另一端连接发光二极管DA10的阳极，发光二极管DA10的阴极接地；二极管D10的阳极连接发光二极管DA10的阴极，二极管D10的阴极连接在电阻R20与光耦U4连接的线路上；光耦U4的光敏三极管的发射极连接继电器的P1.1。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114485264A (zh) * 2022-04-19 2022-05-13 四川赛狄信息技术股份公司 一种筒装导弹发射的点火控制方法及系统

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