CN201122241Y - Asi输入输出模块 - Google Patents
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Abstract
一种ASI输入输出模块，包括供电电路、接收器、发送器和顺序控制器；供电电路的输入端连接ASI电缆的正、负端，输出DC电压；接收器包括高通滤波电路、A/D转换电路和正负脉冲分离电路，高通滤波电路的输入端连接ASI电缆，输出端连接A/D转换电路的输入端，A/D转换电路输出的信号经正负脉冲分离电路分离后输入顺序控制器；发送器包括译码器、波形处理电路和电源基准电路，顺序控制器输出信号先经译码器编码，再由波形处理电路和电源基准电路处理得到的符合ASI标准的正弦平方脉冲信号，该信号传送到ASI电缆；顺序控制器的管脚包括数据输入/输出和参数输出。该模块方便了传感器/执行器等设备与ASI主站之间的通信。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业自动化控制领域，特别是一种ASI输入输出模块。
背景技术
在传统PLC应用中，底层连接方式一般是并联式，这种方式采用多线式连接，感应器与执行器被直接连接到PLC，多连接点使监查工作困难，需要大型控制柜来安置I/O卡，安装时间长，成本高。ASI是一种用来在控制器(主站)和传感器/执行器(从站)之间双向、多站点数字通信的总线网络系统。ASI总线系统由主站、若干个从站和传输系统三部分组成。传输系统由两芯传输电缆、ASI电源和数据退耦电路构成。ASI输入输出模块是应用于主机与执行器/感应器之间必不可少的信号交换平台。
发明内容
为了解决现有技术中，传统PLC用户安装、使用、维护不方便，成本较高的问题，本实用新型提供了一种应用于ASI系统中的ASI输入输出模块，具体技术方案是：
一种ASI输入输出模块，包括供电电路、接收器、发送器和顺序控制器(也可以称作时序控制器)。
供电电路的输入端连接ASI电缆的正、负端，采用DC/DC转换电路，输出DC 5V和24V。该5V为本实用新型的其它器件提供电源，24V为感应器与执行器提供电源。
接收器包括高通滤波电路、A/D转换电路和正负脉冲分离电路，高通滤波电路的输入连接ASI电缆，输出连接A/D转换电路的输入端，A/D转换电路输出的信号经正负脉冲分离电路分离后输入顺序控制器。所述正负脉冲分离电路采用正、负两组比较器，比较出的信号以两路的方式输出给顺序控制器。
发送器包括译码器、波形处理电路和电源基准电路，顺序控制器输出信号先经译码器编码，再由波形处理电路和电源基准电路处理得到的符合ASI标准的正弦平方脉冲信号，该信号传送到ASI电缆；所述波形处理电路包括R2R电阻网络和晶体管网络处理，R2R电阻网络的输出连接晶体管网络的控制端，电源基准电路连接晶体管网络中晶体管的发射极，以此将ASI信号基准电压提高，从而，晶体管网络的的输出端可以在最低损耗的情况下将信号传到ASI网络。电源基准电路采用DC/DC转换电路，输入端连接供电电路的DC 24V输出端，为ASI信号提供一个符合ASI标准的29V DC的基准电压输出。
顺序控制器的管脚还包括数据输入/输出和参数输出；所述高通滤波电路的截止频率的下限是130KHz；发送器输出信号的频率范围是166KHZ～167KHz。顺序控制器还连接复位电路和EEPROM。
ASI电源可以提供29.5V～31.6V DC电压，它完全满足国际电工委员会(IEC)对安全隔离低电压的技术要求，具有可靠的短路、过载保护功能。它还具有防止数据传输频率信号经过电源而造成短路的作用。ASI电源采用这种方式，极大的提高了系统工作的稳定性，为系统高效、稳定的工作，提供了最大的保障。对于传感器/执行器等从站可以采用ASI电源，上述供电电路的作用就是把ASI电源转换成传感器/执行器所需DC24V电源和ASI输入输出模块本身电路所需的DC5V电源。
上述接收器作用是将ASI电缆上的模拟信号转换成后级电路可以处理的信号。高通滤波是将DC电压信号分离出来。A/D转换电路把模拟信号转换成数字信号。比较器是为了后级能正确识别信号，将信号分成正、负两种脉冲，所以采用正、负两组比较器，然后把比较出的信号以两路的方式传给逻辑处理模块。
由于ASI信号传输采用Manchest II编码方式，信号传输的电压脉冲被设计成正弦平方脉冲(sin2-pulses)方式，这是考虑到低频干扰的影响，通过选择这种合适的传输波形来提高可靠性。上述发送器的作用是将后级的响应信号转换成ASI信号后传送到ASI电缆上。D/A转换电路把数字信号转换成模拟信号。波形处理电路和电源基准把模拟信号和DC电源整合起来，以正弦平方脉冲(sin2-pulses)的形式传送到ASI总线上。
与现有技术相比，本实用新型把ASI电缆上的电源和信号转换成传感器/执行器等设备所能够采用的电压和能够识别的信号，以及把传感器/执行器等的信号转换成ASI主站可识别的信号，并反馈到ASI电缆上，使传感器/执行器等设备得以通过ASI总线与ASI主站通信。
说明书附图
图1是本实用新型电路原理框图
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
一种ASI输入输出模块，包括供电电路、接收器、发送器和顺序控制器(也可以称作时序控制器)。
供电电路的输入端连接ASI电缆的正、负端，采用DC/DC转换电路，输出DC 5V和24V。该5V为本实用新型的其它器件提供电源，24V为感应器与执行器提供电源。
接收器包括高通滤波电路、A/D转换电路和正负脉冲分离电路，高通滤波电路的输入连接ASI电缆，输出连接A/D转换电路的输入端，A/D转换电路输出的信号经正负脉冲分离电路分离后输入顺序控制器。所述正负脉冲分离电路采用正、负两组比较器，比较出的信号以两路的方式输出给顺序控制器。
发送器包括译码器、波形处理电路和电源基准电路，顺序控制器输出信号经译码器编码后进入波形处理电路和电源基准电路，得到的符合ASI标准的正弦平方脉冲信号，该信号传送到ASI电缆；所述波形处理电路包括R2R电阻网络和晶体管网络处理，R2R电阻网络的输出连接晶体管网络的控制端，电源基准电路连接晶体管网络中晶体管的发射极，以此将ASI信号基准电压提高，从而，晶体管网络的的输出端可以在最低损耗的情况下将信号传到ASI网络。电源基准电路采用DC/DC转换电路，输入端连接供电电路的DC 24V输出端，为ASI信号提供一个符合ASI标准的29V DC的基准电压输出。
顺序控制器的管脚还包括数据输入/输出和参数输出；所述高通滤波电路的截止频率的下限是130KHz；发送器输出信号的频率范围是166KHz～167KHz。顺序控制器还连接复位电路和EEPROM。
顺序控制器采用8051的8位单片机，EEPROM采用24Cxx系列IC，复位电路按照顺序控制器使用手册搭建。
上述DC/DC转换电路采用三端稳压块7805，输出DC5V，因为ASI电源可以提供29.5V～31.6V DC电压，而传感器/执行器的输入电压可以是DC 20～30V，所以可以利用降压器件直接应用ASI电缆的电源。
高通滤波电路是现有电路，根据截止频率的下限是130KHz，调整滤波电路的电阻和电容等相关参数即可；A/D转换电路和正、负两组比较器构成的正负脉冲分离电路均为现有电路。
上述R2R电阻网络和晶体管网络均为现有电路，本实施例中根据需要调整了电阻、电容以及晶体管等相关参数。电源基准电路采用稳压电路从上述供电电路的输出取得电源，为ASI信号提供一个约29V DC的基准电压，以提供足够能量给ASI网络。
ASI输入输出模块的顺序控制器完成该模块的一切逻辑功能，并通过“接收器”接收来自ASI主机的请求命令，进行解码并检查它们是否正确，若正确则开始完成主机的指令。另一方面它还要把参数和数据通过“数据输入输出”和“参数输出”传递给传感器/执行器。如果需要的话，通过“发送器”向主机发送一个已正确接收的响应信息。顺序控制器可以把来自主机的地址分配存储在EEPROM中，即使在断电的情况下也可以保留。
在“接收器”中，从ASI电缆上侦察到的信息电压脉冲经过滤波，A/D转换后，写进顺序控制器的“接收缓冲器”，同时将接收到的数据通过测试以保证主机发过来的数据没有被干扰和破坏。该测试由在顺序控制器中的软件完成。
需要注意的是，由于ASI电缆上ASI输入输出模块的连接位置不同，信号的幅值可能变化很大，为了达到ASI对信号强度的要求(26.5-31.6VDC)，必要时可通过在电缆上连接终端电阻器或延长器(中继器)来保证信号的强度。
在“发送器”中，要向ASI主机发送的信息已被编码，并送到ASI电缆上。在“电源供电”单元，数据和电源是被隔离的，信号隔离采用光电耦合器进行分离，以减小干扰，地线也采用不共地处理。
Claims (6)
1、一种ASI输入输出模块，其特征是包括供电电路、接收器、发送器和顺序控制器；供电电路的输入端连接ASI电缆的正、负端，输出DC电压；接收器包括高通滤波电路、A/D转换电路和正负脉冲分离电路，高通滤波电路的输入端连接ASI电缆，输出端连接A/D转换电路的输入端，A/D转换电路输出的信号经正负脉冲分离电路分离后输入顺序控制器；发送器包括译码器、波形处理电路和电源基准电路，顺序控制器输出信号先经译码器编码，再由波形处理电路和电源基准电路处理得到的符合ASI标准的正弦平方脉冲信号，该信号传送到ASI电缆；顺序控制器的管脚还包括数据输入/输出和参数输出；所述高通滤波电路的截止频率的下限是130KHz；发送器输出信号的频率范围是166KHZ～167KHz。
2、根据权利要求1所述ASI输入输出模块，其特征是顺序控制器还连接复位电路和EEPROM。
3、根据权利要求1或2所述ASI输入输出模块，其特征是供电电路采用DC/DC转换电路，输出为DC 5V和24V。
4、根据权利要求3所述ASI输入输出模块，其特征是正负脉冲分离电路采用正、负两组比较器，比较出的信号以正负两路输出给顺序控制器。
5、根据权利要求4所述ASI输入输出模块，其特征是所述波形处理电路包括R2R电阻网络和晶体管网络；R2R电阻网络的输出连接晶体管网络的控制端；电源基准电路连接晶体管网络中晶体管的发射极。
6、根据权利要求4所述ASI输入输出模块，其特征是电源基准电路采用DC/DC转换电路，输入端连接供电电路的DC 24V输出端，输出DC 29V。
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| CN103105798A (zh) * | 2011-11-09 | 2013-05-15 | 伊玛精密电子（苏州）有限公司 | 一种AS-i高精度模拟量输出模块 |
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