CN107918325A - 多路模拟量采集卡 - Google Patents
多路模拟量采集卡 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107918325A CN107918325A CN201711269715.7A CN201711269715A CN107918325A CN 107918325 A CN107918325 A CN 107918325A CN 201711269715 A CN201711269715 A CN 201711269715A CN 107918325 A CN107918325 A CN 107918325A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ethercat
- slave station
- analog
- agreements
- processing module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
- G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
- G05B19/0423—Input/output
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/20—Pc systems
- G05B2219/24—Pc safety
- G05B2219/24215—Scada supervisory control and data acquisition
Abstract
本发明提供一种多路模拟量采集卡，包括现场侧处理模块、光耦隔离器和系统侧处理模块，其中，所述现场侧处理模块包括I/V切换单元、滤波单元、数模转换单元和过流保护单元，所述系统侧处理模块包括基于EtherCAT协议的从站微处理器、基于EtherCAT协议从站控制器和存储器。本发明采用EtherCAT协议的从站微处理器与基于EtherCAT协议的从站控制器来实现多路模拟量的采集，因此具有较高的安全系数和良好的实时性。
Description
技术领域
本发明涉及自动化技术领域，尤其涉及一种多路模拟量采集卡。
背景技术
在自动化技术领域，经常需要将电流、电压模拟量信号转换为数字信号进行后续处理，模拟量采集卡的作用主要是负责模拟量信号的采集。例如，申请号为申请号为201420821148的专利公开了一种模拟量输入板卡，所要解决技术问题是提供一种能采集高压的模拟量采集卡，包括高压隔离电源电路、高压差分电路、隔离采集电路、低压信号处理电路、处理器、控制器局域网驱动电路，其中，所述处理器为STM32F103单片机和局域网协议控制芯片。申请号为201210477281在专利公开了一种基于双积分的万能模拟量采集模块，包括：上位机、CPU控制电路、双积分采样电路、模拟量采集调理电路和信号接口。采用技术方案是：基于双积分的万能模拟量采集模块，采集到信号经过码制转换，并通过串口与上位机通讯，其中，所述处理器为STC12C4052。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下技术问题：
现有的模拟量采集卡存在安全系数低、实时性不强的缺陷。
发明内容
本发明提供的多路模拟量采集卡，采用EtherCAT协议的从站微处理器与基于EtherCAT协议的从站控制器来实现多路模拟量的采集，其具有较高的安全系数和良好的实时性。
第一方面，本发明提供一种多路模拟量采集卡，包括现场侧处理模块、光耦隔离器和系统侧处理模块，其中，所述现场侧处理模块包括I/V切换单元、滤波单元、数模转换单元和过流保护单元，所述系统侧处理模块包括基于EtherCAT协议的从站微处理器、基于EtherCAT协议从站控制器和存储器；
所述I/V切换单元，与所述滤波单元连接，用于配置所要采集的模拟量的信号类型，以通过多路采集通道同时采集多路模拟量信号，并将采集的多路模拟量信号发送至所述滤波单元；
所述滤波单元，与所述采集转换单元连接，用于对所述采集的多路模拟量信号进行滤波，并将滤波后的多路模拟量信号发送至所述数模转换单元；
所述数模转换单元，与所述光耦隔离器连接，用于对所述滤波后的模拟量信号进行模数转换，并将数模转换后的模拟量信号发送至所述光耦隔离器；
所述过流保护电路，用于对所述采集的多路模拟量信号进行过流保护；
所述光耦隔离器，通过SPI总线与所述基于EtherCAT协议的从站微处理器和所述基于EtherCAT协议从站控制器连接，用于实现现场侧与系统侧电气隔离；
所述基于EtherCAT协议从站控制器，用于处理与转发EtherCAT数据帧，以实现主站与从站之间的数据交换；
所述基于EtherCAT协议的从站微处理器，用于读取主站发送给从站的EtherCAT数据帧，以控制所述多路模拟量采集卡各个功能模块的操作；
所述存储器，通过IIC总线与所述基于EtherCAT协议的从站控制器连接，用于存储所述基于EtherCAT协议的从站控制器的配置信息。
本发明实施例提供的多路模拟量采集卡，包括现场侧处理模块、光耦隔离器和系统侧处理模块，其中，所述现场侧处理模块包括I/V切换单元、滤波单元、数模转换单元和过流保护单元，所述系统侧处理模块包括基于EtherCAT协议的从站微处理器、基于EtherCAT协议从站控制器和存储器，与现有技术相比，本发明采用EtherCAT协议的从站微处理器与基于EtherCAT协议的从站控制器来实现多路模拟量的采集，因此具有较高的安全系数和良好的实时性。
附图说明
图1为本发明一实施例多路模拟量采集卡的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种多路模拟量采集卡，如图1所示，包括现场侧处理模块、光耦隔离器和系统侧处理模块，其中，所述现场侧处理模块包括I/V切换单元、滤波单元、数模转换单元和过流保护单元，所述系统侧处理模块包括基于EtherCAT协议的从站微处理器、基于EtherCAT协议从站控制器和存储器。
所述I/V切换单元，与所述滤波单元连接，用于配置所要采集的模拟量的信号类型，以通过多路采集通道同时采集多路模拟量信号，并将采集的多路模拟量信号发送至所述滤波单元。
所述滤波单元，与所述采集转换单元连接，用于对所述采集的多路模拟量信号进行滤波，并将滤波后的多路模拟量信号发送至所述数模转换单元；
所述数模转换单元，与所述光耦隔离器连接，用于对所述滤波后的模拟量信号进行模数转换，并将数模转换后的模拟量信号发送至所述光耦隔离器；
所述过流保护电路，用于对所述采集的多路模拟量信号进行过流保护；
所述光耦隔离器，通过SPI总线与所述基于EtherCAT协议的从站微处理器和所述基于EtherCAT协议从站控制器连接，用于实现现场侧与系统侧电气隔离；
所述基于EtherCAT协议从站控制器，用于处理与转发EtherCAT数据帧，以实现主站与从站之间的数据交换；
所述基于EtherCAT协议的从站微处理器，用于读取主站发送给从站的EtherCAT数据帧，以控制所述多路模拟量采集卡各个功能模块的操作；
所述存储器，通过IIC总线与所述基于EtherCAT协议的从站控制器连接，用于存储所述基于EtherCAT协议的从站控制器的配置信息。
本发明实施例提供的多路模拟量采集卡，包括现场侧处理模块、光耦隔离器和系统侧处理模块，其中，所述现场侧处理模块包括I/V切换单元、滤波单元、数模转换单元和过流保护单元，所述系统侧处理模块包括基于EtherCAT协议的从站微处理器、基于EtherCAT协议从站控制器和存储器。与现有技术相比，本发明采用EtherCAT协议的从站微处理器与基于EtherCAT协议的从站控制器来实现多路模拟量的采集，一方面，在硬件上采用的是基于EtherCAT协议的从站控制器和基于EtherCAT协议的从站微处理器，基于EtherCAT协议的从站控制器具有延时小，实时性强，出色的诊断功能，包括硬件错误诊断(传输介质线路中断、网络拓扑更改、从站复位等诊断)和软件错误诊断(crc错误、同步故障、看门狗超时等诊断)，因而使得本发明的模拟量采集卡具有较高的安全系数和良好的实时性；另一方面，本发明通过I/V切换单元、滤波单元和过流保护单元分别提高的模拟量采集卡的适用性、减少噪声影响并提高系统稳健性以及提高现场侧数据采集的安全性。
优选地，所述I/V切换单元通过硬件插针配置所要采集的模拟量信号为电流信号或者电压信号。
优选地，所述基于EtherCAT协议从站控制器具有两个EBUS通信接口，所述EBUS通信接口的物理层都采用EBUS低压差分形式，数据流从其中一个EBUS通信接口输入，从另一个EBUS通信接口输出。
优选地，所述基于EtherCAT协议的从站微处理器为SPARC V8架构国产CPU。因此，由于采用的国产架构的CPU，使得本发明的模拟量采集卡的自主可控性也得到很大提升。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种多路模拟量采集卡，其特征在于，包括现场侧处理模块、光耦隔离器和系统侧处理模块，其中，所述现场侧处理模块包括I/V切换单元、滤波单元、数模转换单元和过流保护单元，所述系统侧处理模块包括基于EtherCAT协议的从站微处理器、基于EtherCAT协议从站控制器和存储器；
所述I/V切换单元，与所述滤波单元连接，用于配置所要采集的模拟量的信号类型，以通过多路采集通道同时采集多路模拟量信号，并将采集的多路模拟量信号发送至所述滤波单元；
所述滤波单元，与所述采集转换单元连接，用于对所述采集的多路模拟量信号进行滤波，并将滤波后的多路模拟量信号发送至所述数模转换单元；
所述数模转换单元，与所述光耦隔离器连接，用于对所述滤波后的模拟量信号进行模数转换，并将数模转换后的模拟量信号发送至所述光耦隔离器；
所述过流保护电路，用于对所述采集的多路模拟量信号进行过流保护；
所述光耦隔离器，通过SPI总线与所述基于EtherCAT协议的从站微处理器和所述基于EtherCAT协议从站控制器连接，用于实现现场侧与系统侧电气隔离；
所述基于EtherCAT协议从站控制器，用于处理与转发EtherCAT数据帧，以实现主站与从站之间的数据交换；
所述基于EtherCAT协议的从站微处理器，用于读取主站发送给从站的EtherCAT数据帧，以控制所述多路模拟量采集卡各个功能模块的操作；
所述存储器，通过IIC总线与所述基于EtherCAT协议的从站控制器连接，用于存储所述基于EtherCAT协议的从站控制器的配置信息。
2.根据权利要求1所述的多路模拟量采集卡，其特征在于，所述I/V切换单元通过硬件插针配置所要采集的模拟量信号为电流信号或者电压信号。
3.根据权利要求1所述的多路模拟量采集卡，其特征在于，所述基于EtherCAT协议从站控制器具有两个EBUS通信接口，所述EBUS通信接口的物理层都采用EBUS低压差分形式，数据流从其中一个EBUS通信接口输入，从另一个EBUS通信接口输出。
4.根据权利要求1所述的多路模拟量采集卡，其特征在于，所述基于EtherCAT协议的从站微处理器为SPARC V8架构国产CPU。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711269715.7A CN107918325A (zh) | 2017-12-05 | 2017-12-05 | 多路模拟量采集卡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711269715.7A CN107918325A (zh) | 2017-12-05 | 2017-12-05 | 多路模拟量采集卡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107918325A true CN107918325A (zh) | 2018-04-17 |
Family
ID=61898458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711269715.7A Pending CN107918325A (zh) | 2017-12-05 | 2017-12-05 | 多路模拟量采集卡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107918325A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109445368A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-03-08 | 中电智能科技有限公司 | 数据采集卡 |
| CN109856449A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-06-07 | 安徽省金屹电源科技有限公司 | 一种基站多用户供电电压监控装置 |
| CN110244631A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-09-17 | 长沙瀚鹏电子技术有限公司 | 一种模拟信号采集器、方法及系统 |
| CN112666853A (zh) * | 2019-10-16 | 2021-04-16 | 中电智能科技有限公司 | 一种基于国产cpu带回采诊断功能的冗余模拟量输出板卡 |
| CN113791569A (zh) * | 2021-11-17 | 2021-12-14 | 西安卓越智动科技有限公司 | 一种基于EtherCAT总线的模拟量采集从站系统 |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030074489A1 (en) * | 2001-08-14 | 2003-04-17 | Steger Perry C. | Measurement system with modular measurement modules that convey interface information |
| CN101452638A (zh) * | 2007-11-28 | 2009-06-10 | 河南思达高科技股份有限公司 | 电能表或电力负荷管理终端校验装置 |
| CN201497896U (zh) * | 2009-08-14 | 2010-06-02 | 东莞市新雷神仿真控制有限公司 | 8路模拟量数据采集盒 |
| CN201515389U (zh) * | 2009-09-23 | 2010-06-23 | 伊玛精密电子（苏州）有限公司 | 一种AS-i主站模块 |
| CN101893694A (zh) * | 2010-06-24 | 2010-11-24 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | 电压互感器误差测试装置 |
| CN201867799U (zh) * | 2010-12-15 | 2011-06-15 | 河南光彩电器有限公司 | 一种模拟量输出模块 |
| CN102591244A (zh) * | 2012-03-26 | 2012-07-18 | 中国科学院自动化研究所 | 总线式io采集与控制扩展装置 |
| CN202340214U (zh) * | 2011-11-29 | 2012-07-18 | 中国航空工业集团公司第六三一研究所 | 模拟电路中电流型信号的预处理电路 |
| CN102736549A (zh) * | 2012-05-25 | 2012-10-17 | 青岛华特自动化设备有限公司 | 24位采集模块 |
| CN203617395U (zh) * | 2013-11-28 | 2014-05-28 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种质子交换膜燃料电池双机备份控制器 |
| CN204904079U (zh) * | 2015-05-27 | 2015-12-23 | 国家电网公司 | 一种汽轮机调速系统模型参数测试仪 |
| CN105407026A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-03-16 | 中国电子信息产业集团有限公司第六研究所 | 一种实时以太网EtherCAT从站系统 |
| CN205563260U (zh) * | 2016-05-08 | 2016-09-07 | 杭州集控软件有限公司 | 基于智慧工厂的多功能数据采集器及采集系统 |
| CN106501727A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-03-15 | 天津梦琪科技有限公司 | 一种电动汽车用电池电量监测提醒系统 |
| CN207623729U (zh) * | 2017-12-05 | 2018-07-17 | 中国电子信息产业集团有限公司第六研究所 | 多路模拟量采集卡 |
-
2017
- 2017-12-05 CN CN201711269715.7A patent/CN107918325A/zh active Pending
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030074489A1 (en) * | 2001-08-14 | 2003-04-17 | Steger Perry C. | Measurement system with modular measurement modules that convey interface information |
| CN101452638A (zh) * | 2007-11-28 | 2009-06-10 | 河南思达高科技股份有限公司 | 电能表或电力负荷管理终端校验装置 |
| CN201497896U (zh) * | 2009-08-14 | 2010-06-02 | 东莞市新雷神仿真控制有限公司 | 8路模拟量数据采集盒 |
| CN201515389U (zh) * | 2009-09-23 | 2010-06-23 | 伊玛精密电子（苏州）有限公司 | 一种AS-i主站模块 |
| CN101893694A (zh) * | 2010-06-24 | 2010-11-24 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | 电压互感器误差测试装置 |
| CN201867799U (zh) * | 2010-12-15 | 2011-06-15 | 河南光彩电器有限公司 | 一种模拟量输出模块 |
| CN202340214U (zh) * | 2011-11-29 | 2012-07-18 | 中国航空工业集团公司第六三一研究所 | 模拟电路中电流型信号的预处理电路 |
| CN102591244A (zh) * | 2012-03-26 | 2012-07-18 | 中国科学院自动化研究所 | 总线式io采集与控制扩展装置 |
| CN102736549A (zh) * | 2012-05-25 | 2012-10-17 | 青岛华特自动化设备有限公司 | 24位采集模块 |
| CN203617395U (zh) * | 2013-11-28 | 2014-05-28 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种质子交换膜燃料电池双机备份控制器 |
| CN204904079U (zh) * | 2015-05-27 | 2015-12-23 | 国家电网公司 | 一种汽轮机调速系统模型参数测试仪 |
| CN105407026A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-03-16 | 中国电子信息产业集团有限公司第六研究所 | 一种实时以太网EtherCAT从站系统 |
| CN205563260U (zh) * | 2016-05-08 | 2016-09-07 | 杭州集控软件有限公司 | 基于智慧工厂的多功能数据采集器及采集系统 |
| CN106501727A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-03-15 | 天津梦琪科技有限公司 | 一种电动汽车用电池电量监测提醒系统 |
| CN207623729U (zh) * | 2017-12-05 | 2018-07-17 | 中国电子信息产业集团有限公司第六研究所 | 多路模拟量采集卡 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 杨俊贤;张喜验;: "基于单总线通信技术A/D芯片的数据采集卡" * |
| 杨俊贤;张喜验;: "基于单总线通信技术A/D芯片的数据采集卡", 山东科学, no. 05 * |
| 杨俊贤;张喜验;: "基于单总线通信技术A/D芯片的数据采集卡", 山东科学, no. 05, 30 October 2006 (2006-10-30) * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109856449A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-06-07 | 安徽省金屹电源科技有限公司 | 一种基站多用户供电电压监控装置 |
| CN109856449B (zh) * | 2018-12-06 | 2023-02-28 | 安徽金屹能源发展有限公司 | 一种基站多用户供电电压监控装置 |
| CN109445368A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-03-08 | 中电智能科技有限公司 | 数据采集卡 |
| CN110244631A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-09-17 | 长沙瀚鹏电子技术有限公司 | 一种模拟信号采集器、方法及系统 |
| CN112666853A (zh) * | 2019-10-16 | 2021-04-16 | 中电智能科技有限公司 | 一种基于国产cpu带回采诊断功能的冗余模拟量输出板卡 |
| CN113791569A (zh) * | 2021-11-17 | 2021-12-14 | 西安卓越智动科技有限公司 | 一种基于EtherCAT总线的模拟量采集从站系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107918325A (zh) | 多路模拟量采集卡 | |
| CN105785958B (zh) | 基于智慧工厂的多功能数据采集器、采集系统及方法 | |
| CN103529804B (zh) | 一种基于EtherCAT总线的分布式控制系统 | |
| CN102984096B (zh) | 应用于船舶动力信息采集装置的can数据帧的组装方法 | |
| CN106850374A (zh) | 多协议兼容多工业以太网总线的编码器数据采集模块及方法 | |
| CN104853503B (zh) | 灯具工作状态数据的收集系统和灯具控制系统 | |
| CN104378137B (zh) | 中继器及其信息传输方法 | |
| CN109683532A (zh) | 一种舵机及多舵机控制器及无人机控制系统 | |
| CN207623729U (zh) | 多路模拟量采集卡 | |
| CN103179054B (zh) | 用于光网络单元的控制面板及控制方法 | |
| CN205563260U (zh) | 基于智慧工厂的多功能数据采集器及采集系统 | |
| CN104283746A (zh) | 使用fpga实现数字化变电站三网合一的系统及方法 | |
| CN103595927B (zh) | 一种图像拼接信号的处理系统 | |
| CN105306352A (zh) | 一种工业现场总线协议网关装置 | |
| CN106685782A (zh) | 一种带有DP总线数据采集功能的Profibus有源终端电阻装置 | |
| CN214281418U (zh) | 一种srio与以太网交换板卡 | |
| CN103984306A (zh) | 一种双通信口的电源模块和用于电源模块的通讯系统 | |
| CN107942808B (zh) | 一种dcs容量扩展装置 | |
| CN204795039U (zh) | 通用三环工控通信设备 | |
| CN102253686A (zh) | 服务器系统及其切换方法 | |
| CN201601690U (zh) | 一种基于EtherCAT技术的输入输出模块 | |
| CN201145905Y (zh) | 扫描枪终端 | |
| CN110417583B (zh) | 一种数据通信设备及带外管理系统 | |
| CN210518371U (zh) | 一种变电站网络拓扑定位装置 | |
| CN210488282U (zh) | 多协议数据采集板卡 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |