CN111969995B - 兼容型数字量输入接口电路 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种兼容型数字量输入接口电路，属于工业控制技术领域，所述电路包括：两个背对背串接的光耦前级，两个头对头串接的二极管组，两个所述光耦前级与所述二极管组并联组成双向的电流通路；所述电路还包括分流电阻、限流电阻和去抖电容，所述分流电阻的第一端与所述二极管组的一端连接，所述分流电阻的第二端为输入端；所述限流电阻的第一端与所述分流电阻的第一端连接，所述限流电阻的第二端与所述二极管组的另一端连接，所述去抖电容与所述限流电阻并联；所述限流电阻的第二端连接驱动方波。解决了现有技术中无法实现两种输入的问题；达到了可以在同一个电路中同时实现源型和漏型两种输入类型的效果。

Description

兼容型数字量输入接口电路
技术领域
本申请涉及一种兼容型数字量输入接口电路，属于工业控制技术领域。
背景技术
在工业控制领域，常采取的系统结构是“嵌入式系统”或“PLC(ProgrammableLogic Controller，可编程逻辑控制器)”+“传感器”+“执行器”的方式。而嵌入式系统或PLC的数字量输入接口电路(以下简称接口电路)一般分为三类，分别为源型直流输入、漏型直流输入和交流输入。三种接口电路中，交流输入型对外围设备要求较高并不常见。大部分传感器采用两种直流接口电路，源型对应PNP型，漏型对应NPN型，这也就导致了传感器的型谱产生两类。不管是这两类直流接口电路的哪一类，嵌入式系统或PLC的型号一旦确定，其接口电路的类型也就确定，这将直接影响其控制系统中使用的传感器种类。因此，控制器接口电路的选择，与传感器选择互相制约，在同一个控制器中不能同时使用两种类型，这对需要特定传感器或传感器库存及备件敏感的工程维护造成极大困扰。
发明内容
本申请提供了一种兼容型数字量输入接口电路，可以解决现有方案中的问题。本申请提供如下技术方案：
第一方面，提供了一种兼容型数字量输入接口电路，所述电路包括：
两个背对背串接的光耦前级，两个头对头串接的二极管组，两个所述光耦前级与所述二极管组并联组成双向的电流通路；
所述电路还包括分流电阻、限流电阻和去抖电容，所述分流电阻的第一端与所述二极管组的一端连接，所述分流电阻的第二端为输入端；所述限流电阻的第一端与所述分流电阻的第一端连接，所述限流电阻的第二端与所述二极管组的另一端连接，所述去抖电容与所述限流电阻并联；所述限流电阻的第二端连接驱动方波。
可选的，所述接口电路还包括与所述输入端连接的方波产生电路，所述方波产生电路包括隔离电路和推挽驱动器，将产生的方波信号驱动至隔离电源侧并与所述输入端连接。
可选的，所述隔离电路包括两个光耦。
可选的，所述推挽驱动器包括依次连接的NPN管和PNP管。
可选的，所述方波产生电路还包括所述NPN管所对应的放大偏置电阻，以及，所述PNP管所对应的放大偏置电阻。
可选的，所述方波产生电路还包括反馈电路，所述反馈电路用于将产生的方波信号反馈至控制器，进而由所述控制器判断驱动是否正常。
可选的，所述反馈电路包括两个光耦。
可选的，所述反馈电路包括所述反馈电路所对应的限流电阻。
本申请的有益效果在于：
通过提供一种兼容型数字量输入接口电路，该电路包括两个背对背串接的光耦前级，两个头对头串接的二极管组，两个光耦前级与二极管组并联组成双向的电流通路；电路还包括分流电阻、限流电阻和去抖电容，分流电阻的第一端与二极管组的一端连接，分流电阻的第二端为输入端；限流电阻的第一端与分流电阻的第一端连接，限流电阻的第二端与二极管组的另一端连接，去抖电容与限流电阻并联；限流电阻的第二端连接驱动方波；也即通过相反串接的光耦与二极管组合，使双向电流都能被控制器检测到，上述接口电路可以实现成为源型和漏型两种输入类型；解决了现有技术中无法实现两种输入的问题；达到了可以在同一个电路中同时实现源型和漏型两种输入类型的效果。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1本发明所述的兼容型数字量输入接口电路的示意图；
图2本发明所述的驱动电路的示意图；
图3本发明所述的兼容型数字量输入接口电路实现为源型接口输入的示意图；
图4本发明所述的兼容型数字量输入接口电路实现为漏型接口输入的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本申请的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。
请参考图1，其示出了本申请一个实施例提供的一种兼容型数字量输入接口电路，如图1所示，所述电路包括：
两个背对背串接的光耦前级(U1A、U1B)，两个头对头串接的二极管组V1，两个所述光耦前级与所述二极管组V1并联组成双向的电流通路；
所述电路还包括限流电阻R1、分流电阻R2和去抖电容C1，所述限流电阻R1的第一端与所述二极管组V1的一端连接，所述限流电阻R1的第二端为输入端；所述分流电阻R2的第一端与所述限流电阻R1的第一端连接，所述分流电阻R2的第二端与所述二极管组V1的另一端连接，所述去抖电容C1与所述分流电阻R2并联；所述分流电阻R2的第二端连接驱动方波。
可选的，所述接口电路还包括与所述输入端连接的方波产生电路，所述方波产生电路包括隔离电路和推挽驱动器，将产生的方波信号驱动至隔离电源侧并与所述输入端连接。
可选的，请参考图2，其示出了一种可能的方波驱动电路的示意图，如图2所示，所述隔离电路包括两个光耦(U2A和U2B)。
可选的，所述推挽驱动器包括依次连接的NPN管V3和PNP管V2。
可选的，所述方波产生电路还包括所述NPN管所对应的放大偏置电阻(R3和R4)，以及，所述PNP管所对应的放大偏置电阻(R5和R6)。
可选的，所述方波产生电路还包括反馈电路，所述反馈电路用于将产生的方波信号反馈至控制器，进而由所述控制器判断驱动是否正常。
可选的，所述反馈电路包括两个光耦(U3A和U3B)。
可选的，所述反馈电路包括所述反馈电路所对应的限流电阻(R7和R8)。
结合图2，控制器通过光耦U2A/B隔离之后，将方波信号驱动到隔离电源ISO_POW侧，推动Pulse信号。同时此信号由U3A/B光耦组成的反馈电路反馈至控制器，判断方波驱动电路工作正常，另外，在驱动方波的同时，同步检测输入信号的状态，并保存在寄存器中，进而可以同时检测源型和漏型接口输入。其工作原理如下：
当方波驱动Pulse为低电平(即ISO_GND)时，电路可检测源型(即PNP型)接口的传感器，输入电流经过R1、V1、U1B使IN_P对应的光耦导通，控制器检测到源型输入信号，如图3所示；
当方波驱动Pulse为高电平(即ISO_POW)时，电路可检测漏型(即NPN型)接口的传感器，输入电流经过V1、U1A、R1使IN_N对应的光耦导通，控制器检测到漏型输入信号，如图4所示。
综上所述，通过提供一种兼容型数字量输入接口电路，该电路包括两个背对背串接的光耦前级，两个头对头串接的二极管组，两个光耦前级与二极管组并联组成双向的电流通路；电路还包括限流电阻、分流电阻和去抖电容，限流电阻的第一端与二极管组的一端连接，限流电阻的第二端为输入端；分流电阻的第一端与限流电阻的第一端连接，分流电阻的第二端与二极管组的另一端连接，去抖电容与分流电阻并联；分流电阻的第二端连接驱动方波；也即通过相反串接的光耦与二极管组合，使双向电流都能被控制器检测到，上述接口电路可以实现成为源型和漏型两种输入类型；解决了现有技术中无法实现两种输入的问题；达到了可以在同一个电路中同时实现源型和漏型两种输入类型的效果。
另外，上述接口电路可用于现场工业控制中的控制器或PLC中，解决了以往同一控制器或PLC只能有单一数字量输入种类的接口，对于系统设计传感器选型，带来的更大的灵活性，还对采购及库存备件的规划优化带来便利，有效降低系统复杂度，降低系统造价。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种兼容型数字量输入接口电路，其特征在于，所述接口电路包括：
两个光耦前级U1A、U1B和二极管组，光耦前级U1A的发光二极管阳极与光耦前级U1B的发光二极管阳极相连串接，二极管组的两个二极管阴极相连串接，两个所述光耦前级与所述二极管组并联组成双向的电流通路；
所述电路还包括分流电阻、限流电阻和去抖电容，所述分流电阻的第一端与所述二极管组的一端连接，所述分流电阻的第二端为输入端；所述限流电阻的第一端与所述分流电阻的第一端连接，所述限流电阻的第二端与所述二极管组的另一端连接，所述去抖电容与所述限流电阻并联；所述限流电阻的第二端连接驱动方波。
2.根据权利要求1所述的接口电路，其特征在于，所述接口电路还包括与所述输入端连接的方波产生电路，所述方波产生电路包括隔离电路和推挽驱动器，将产生的方波信号驱动至隔离电源侧并与所述输入端连接。
3.根据权利要求2所述的接口电路，其特征在于，所述隔离电路包括两个光耦。
4.根据权利要求3所述的接口电路，其特征在于，所述推挽驱动器包括依次连接的NPN管和PNP管。
5.根据权利要求4所述的接口电路，其特征在于，所述方波产生电路还包括所述NPN管所对应的放大偏置电阻，以及，所述PNP管所对应的放大偏置电阻。
6.根据权利要求2所述的接口电路，其特征在于，所述方波产生电路还包括反馈电路，所述反馈电路用于将产生的方波信号反馈至控制器，进而由所述控制器判断驱动是否正常。
7.根据权利要求6所述的接口电路，其特征在于，所述反馈电路包括两个光耦。
8.根据权利要求6所述的接口电路，其特征在于，所述反馈电路包括所述反馈电路所对应的限流电阻。
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