CN201583826U - Asi模拟量采集模块 - Google Patents
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Abstract
一种ASI模拟量采集模块，包括电源电路、模拟量处理电路、AD转换电路、信号隔离电路、主控电路和ASI信号传输电路；所述模拟信号处理电路的输入端即为本采集模块的信号采集端，模拟信号处理电路的输出端连接A/D转换电路的输入端，A/D转换电路还经隔离电路连接主控电路的信号输入/输出端；ASI信号传输电路的信号输入/输出端与主控电路的信号输入/输出端连接。与现有技术相比，本实用新型把ASI电缆上的信号转换成传感器和执行器等设备所能够识别的电压信号，以及把传感器和执行器的信号转成ASI主站可识别的信号，并反馈到ASI电缆上，使传感器和执行器等设备得以通过ASI总线与主站通信，实现自动化控制。
Description
技术领域
本实用新型属于工业自动化技术领域，具体是一种应用在工业自动化现场总线的ASI模拟量采集模块，主要实现ASI总线的模拟量采集。
背景技术
在传统PLC中，底层连接方式一般是并联式，在这种方式接线方式，感应器与执行器都是直接连接到PLC中，导致出现连接点多，接线复杂，故障检测困难，安装时间长，成本较高等诸多缺点，基于此，一种新型ASI总线应用而生，物理传输使用两总线制，ASI总线系统主要由主站，从站和电源等部分组成。但是各个感应器等产生的模拟信号需要采集并传输到ASI主机。
发明内容
本实用新型提出的解决模拟信号采集问题的ASI模拟量采集模块就是在ASI总线系统中，实现将模拟量数据转换成数字量并传输给ASI主机的必不可少的从站模块。ASI模拟量采集模块主要将0-10V电压信号或4-20mA电流信号采集到系统内，并进行数据转换，然后通过接口电路转换成ASI信号，传递给ASI主机。具体技术方案如下：
一种ASI模拟量采集模块，包括电源电路、模拟量处理电路、A/D转换电路、信号隔离电路、主控电路和ASI信号传输电路；所述电源电路连接模拟量处理电路、A/D转换电路、主控电路和ASI信号传输电路，为它们供电；所述模拟信号处理电路的输入端即为本ASI模拟量采集模块的信号采集端，模拟信号处理电路的输出端连接A/D转换电路的输入端，A/D转换电路还经隔离电路连接主控电路的信号输入/输出端；ASI信号传输电路的信号输入/输出端与主控电路的信号输入/输出端连接。
所述电源电路包括直流24V电源部分和ASI总线电源部分：
直流24V电源部分：直流24V电源的输出端连接限流/滤波电路，限流/滤波电路的输出端一路直流24V直接向外供电；另一路直流24V连接电压转换电路，电压转换电路的12V输出端连接模拟信号处理电路，5V输出端连接A/D转换电路；
ASI总线电源部分：ASI总线电源的输出端连接ASI信号传输电路，ASI信号传输电路的电源输出端连接电压转换电路，电压转换电路5V输出端连接主控电路的电源输入端。
模拟量处理电路包括信号采集电阻、滤波电路和放大电路；所述信号采集电阻两端的电压即为采集的电压模拟量信号，该电压信号依次经滤波电路和放大电路后输出。
A/D转换电路是16位高精度∑-ΔA/D转换器，将模拟信号转换成16位数字量信号；隔离电路是光偶隔离电路。
主控电路是以MCU为核心的电路。所述ASI信号传输电路是以集成电路芯片ASI-4U为核心的电路。
与现有技术相比，本实用新型把ASI电缆上的信号转换成传感器和执行器等设备所能够识别的电压信号，以及把传感器和执行器的信号转成ASI主站可识别的信号，并反馈到ASI电缆上，使传感器和执行器等设备得以通过ASI总线与主站通信，实现自动化控制。
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
下面结合图纸和具体实现方式对本新型作进一步说明：
本例的一种ASI模拟量采集模块，包括电源电路、模拟量处理电路、A/D转换电路、信号隔离电路、主控电路和ASI信号传输电路；所述电源电路连接模拟量处理电路、A/D转换电路、主控电路和ASI信号传输电路，为它们供电；所述模拟信号处理电路的输入端即为本ASI模拟量采集模块的信号采集端，模拟信号处理电路的输出端连接A/D转换电路的输入端，A/D转换电路还经隔离电路连接主控电路的信号输入/输出端；ASI信号传输电路的信号输入/输出端与主控电路的信号输入/输出端连接。
所述电源电路包括直流24V电源部分和ASI总线电源部分：
直流24V电源部分：直流24V电源的输出端连接限流/滤波电路，限流/滤波电路的输出端一路直流24V直接向外供电；另一路直流24V连接电压转换电路，电压转换电路的12V输出端连接模拟信号处理电路，5V输出端连接A/D转换电路；
ASI总线电源部分：ASI总线电源的输出端连接ASI信号传输电路，ASI信号传输电路的电源输出端连接电压转换电路，电压转换电路5V输出端连接主控电路的电源输入端。
模拟量处理电路包括信号采集电阻、滤波电路和放大电路；所述信号采集电阻两端的电压即为采集的电压模拟量信号，该电压信号依次经滤波电路和放大电路后输出。
A/D转换电路是16位高精度∑-ΔA/D转换器，将模拟信号转换成16位数字量信号；隔离电路是光偶隔离电路。
主控电路是以MCU为核心的电路。所述ASI信号传输电路是以集成电路芯片ASI-4U为核心的电路
电源电路的输入端连接外部24V和ASI总线，24V电源主要为外部传感器供电和通过线性稳压芯片稳压后为模拟电路和A/D电路提供5V和12V电源，ASI总线电源主要为ASI总线信号转换电路和主控电路供电。ASI电源可以提供范围为29.5～31.6V的电压，完全满足国际电工委员会(IEC)对安全隔离低电压的要求，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的短路作用，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。
模拟量处理电路先将传感器的电压和电流信号通过高精度电阻采样，转换成一定幅度的电压信号，然后通过电容进行差模和共模滤波，使用钳位二极管抑制高压脉冲信号后，信号接入差动放大器A/D627进行数据放大，输出与A/D转换器相适应的电压信号，信号范围为0-2.5V。
A/D转换电路和信号输出隔离电路，主要由16位高精度A/D转换器芯片A/D7705和高速光偶组成，包含两路模拟量的处理。A/D基准电压为2.5V，采用无极性数据输入和转换，数字量范围为0-32767.
主控电路主要由单片机处理器组成，它主要完成初始化A/D转换器设置，通道设置，定时采集每个通道A/D转换器所传递过来数字量信号，并进行滤波平均算法的处理，得到每个通道真实有效的信号采样值，然后根据将该采样数字量拆分，转换成6个相应的三位二进制数，并设置相应的通道号，在ASI信号转换电路控制的时序下，将该数字量按时序传递给ASI信号传输电路。
ASI信号传输电路主要由接口芯片组成，它主要完成两个功能：首先，接收主机通过ASI总线发送的控制信号分析处理，然后将后级主控电路传递来的数字量，将其转换成ASI总线传输所需要的Manchest 2编码，通过ASI总线传递给主机。
Claims (7)
1.一种ASI模拟量采集模块，包括电源电路、模拟量处理电路、A/D转换电路、信号隔离电路、主控电路和ASI信号传输电路；所述电源电路连接模拟量处理电路、A/D转换电路、主控电路和ASI信号传输电路，为它们供电；所述模拟信号处理电路的输入端即为本ASI模拟量采集模块的信号采集端，模拟信号处理电路的输出端连接A/D转换电路的输入端，A/D转换电路还经隔离电路连接主控电路的信号输入/输出端；ASI信号传输电路的信号输入/输出端与主控电路的信号输入/输出端连接。
2.根据权利要求1所述的ASI模拟量采集模块，其特征是所述电源电路包括直流24V电源部分和ASI总线电源部分：
直流24V电源部分：直流24V电源的输出端连接限流/滤波电路，限流/滤波电路的输出端一路直流24V直接向外供电；另一路直流24V连接电压转换电路，电压转换电路的12V输出端连接模拟信号处理电路，5V输出端连接A/D转换电路；
ASI总线电源部分：ASI总线电源的输出端连接ASI信号传输电路，ASI信号传输电路的电源输出端连接电压转换电路，电压转换电路5V输出端连接主控电路的电源输入端；
模拟量处理电路包括信号采集电阻、滤波电路和放大电路；所述信号采集电阻两端的电压即为采集的电压模拟量信号，该电压信号依次经滤波电路和放大电路后输出。
3.根据权利要求1所述的ASI模拟量采集模块，其特征是模拟量处理电路包括信号采集电阻、滤波电路和放大电路；所述信号采集电阻两端的电压即为采集的电压模拟量信号，该电压信号依次经滤波电路和放大电路后输出。
4.根据权利要求1所述的ASI模拟量采集模块，其特征是A/D转换电路是16位高精度∑-ΔA/D转换器，将模拟信号转换成16位数字量信号。
5.根据权利要求1所述的ASI模拟量采集模块，其特征是隔离电路是光偶隔离电路。
6.根据权利要求1所述的ASI模拟量采集模块，其特征是主控电路是以MCU为核心的电路。
7.根据权利要求1所述的ASI模拟量采集模块，其特征是所述ASI信号传输电路是以集成电路芯片ASI-4U为核心的电路。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| CN107167678A (zh) * | 2017-05-08 | 2017-09-15 | 许继集团有限公司 | 一种多功能模拟信号采集电路 |
| CN107748509A (zh) * | 2017-09-20 | 2018-03-02 | 上海辛格林纳新时达电机有限公司 | 基于单片机收发控制的asi通信从机实施方法 |
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| CN107748509B (zh) * | 2017-09-20 | 2020-01-10 | 上海辛格林纳新时达电机有限公司 | 基于单片机收发控制的asi通信从机实施方法 |
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