CN202711045U - 称重控制器数字通信卡 - Google Patents

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李爱国
王海
王旭辉
李丽娜
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Abstract

本实用新型公开了一种称重控制器数字通信卡，包括用于连接称重控制器的控制器接口模块、与控制器接口模块相接的光耦隔离电路模块、与光耦隔离电路模块相接的RS-485通信电路模块和与RS-485通信电路模块相接的RS-485总线接口模块，以及用于为控制器接口模块、光耦隔离电路模块、RS-485通信电路模块和RS-485总线接口模块供电的电源模块，电源模块与称重控制器的供电电源相接。本实用新型结构简单、设计合理，安装使用方便，抗干扰能力强，通信安全可靠，具有双向通信功能，数据准确，实用性强，解决了现有技术中的称重控制器模拟通信卡所存在的数据易受干扰、只能上传瞬时流量的绝对值、不能双向通信等缺陷和不足。

Description

称重控制器数字通信卡
技术领域
本实用新型涉及工业数字通信技术领域，尤其是涉及一种称重控制器数字通信卡。
背景技术
称重控制器是工业现场使用很多的控制设备，是以微机为基础的动态皮带秤及配料控制用仪表。称重控制器的主要功能包括：四行屏幕显示，可以通过菜单选择显示的内容；5个状态指示灯表明称重控制器的工作状态；物料流量或负荷的电流输出；物料总量的脉冲输出；自动调零、调间隔；自动零点跟踪；光电耦合的数字输入和输出；报警和故障指示；RS232、RS485多站通讯功能；PID控制输出功能。采用人机对话方式在称重控制器的屏幕上，通常以中文形式直接显示称重流量、累计流量等称重信息。称重控制器连接称重传感器，称重数据通过连接的称重传感器采集，称重控制器对采集的原始称重数据进行处理。称重控制器数据上传有两种方式：可以模拟量电流将流量数据上传给上位机，以脉冲输出将物料总量上传给上位机；或使用称重控制器的多站通讯功能，以数字量上传流量数据并与上位机进行双向通信。
目前工业现场大多使用模拟通信卡，只以电流的方式将称重瞬时流量上传到上位机，没有上传累计流量。以电流上传瞬时流量的方式数据易受现场干扰产生误差，不能与上位机进行双向通信，对称重控制器的操作只能由工人通过现场仪表键盘完成。使用模拟通信卡上传瞬时流量时，上位机只能获得称重控制器瞬时流量数据的绝对值，不能真实反应称重控制器现场变化情况（如因零点漂移称重控制器瞬时流量出现负值）；也不能通过上位机对称重控制器进行远程操作（如对称重控制器进行设定流量操作、设定地址操作）。工业控制中，上位机获取的流量数据与现场情况不符，影响控制决策，影响控制效果。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种称重控制器数字通信卡，其结构简单、设计合理，安装使用方便，抗干扰能力强，通信安全可靠，具有双向通信功能，数据准确，实用性强，推广应用价值高。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种称重控制器数字通信卡，其特征在于：包括用于连接称重控制器的控制器接口模块、与控制器接口模块相接的光耦隔离电路模块、与光耦隔离电路模块相接的RS-485通信电路模块和与RS-485通信电路模块相接的RS-485总线接口模块，以及用于为控制器接口模块、光耦隔离电路模块、RS-485通信电路模块和RS-485总线接口模块供电的电源模块，所述电源模块与称重控制器的供电电源相接。
上述的称重控制器数字通信卡，其特征在于：所述称重控制器的供电电源为5V供电电源，所述5V供电电源的电源输出端为VCC5V，所述5V供电电源的接地端为GND5V，所述电源模块由芯片B0505LS-1WR、无极性电容C1和C2、以及极性电容C3构成，所述芯片B0505LS-1WR的引脚1和无极性电容C1的一端均与所述5V供电电源的电源输出端VCC5V相接，所述芯片B0505LS-1WR的引脚2和无极性电容C1的另一端均与所述5V供电电源的接地端GND5V相接，所述芯片B0505LS-1WR的引脚4与无极性电容C2的一端和极性电容C3的正极相接且为所述电源模块的电源输出端+5V，所述芯片B0505LS-1WR的引脚3与无极性电容C2的另一端和极性电容C3的负极相接且为所述电源模块的接地端GND。
上述的称重控制器数字通信卡，其特征在于：所述控制器接口模块包括与预留在称重控制器上的64针公头欧式插座相配合的64针母头欧式插座64PIN和与64针母头欧式插座64PIN相接的反相器芯片74HC04，所述64针母头欧式插座64PIN的引脚1和引脚64均与5V供电电源的电源输出端VCC5V相接，所述64针母头欧式插座64PIN的引脚2和引脚63均与5V供电电源的接地端GND5V相接，所述64针母头欧式插座64PIN的引脚5与称重控制器的P1.3IN端口相接，所述反相器芯片74HC04的引脚1与所述64针母头欧式插座64PIN的引脚5相接，所述反相器芯片74HC04的引脚14与所述电源模块的电源输出端+5V相接，所述反相器芯片74HC04的引脚7与所述电源模块的接地端GND相接。
上述的称重控制器数字通信卡，其特征在于：所述光耦隔离电路模块由第一芯片TIL117、第二芯片TIL117和第三芯片TIL117，以及电阻R1、R2、R3、R4、R5和R6构成，所述第一芯片TIL117的引脚2通过电阻R1与所述电源模块的电源输出端+5V相接，所述第一芯片TIL117的引脚3与所述反相器芯片74HC04的引脚2相接，所述第一芯片TIL117的引脚5通过电阻R4与所述电源模块的接地端GND相接，所述第一芯片TIL117的引脚6和引脚8均与所述电源模块的电源输出端+5V相接；所述第二芯片TIL117的引脚2通过电阻R2与所述电源模块的电源输出端+5V相接，所述第二芯片TIL117的引脚3与所述64针母头欧式插座64PIN的引脚62相接，所述第二芯片TIL117的引脚5与所述电源模块的接地端GND相接，所述第二芯片TIL117的引脚6通过电阻R5与所述电源模块的电源输出端+5V相接，所述第二芯片TIL117的引脚8与所述电源模块的电源输出端+5V相接；所述第三芯片TIL117的引脚2通过电阻R6与所述电源模块的电源输出端+5V相接，所述第三芯片TIL117的引脚5与所述电源模块的接地端GND相接，所述第三芯片TIL117的引脚6与所述64针母头欧式插座64PIN的引脚3相接，所述第三芯片TIL117的引脚8与所述电源模块的电源输出端+5V相接，所述第三芯片TIL117的引脚6与引脚8之间并联有电阻R3。
上述的称重控制器数字通信卡，其特征在于：所述RS-485通信电路模块由芯片SN75176构成，所述芯片SN75176的引脚1与所述第三芯片TIL117的引脚3相接，所述芯片SN75176的引脚2和引脚3均与所述第一芯片TIL117的引脚5相接，所述芯片SN75176的引脚4与所述第二芯片TIL117的引脚6相接，所述芯片SN75176的引脚5与所述电源模块的接地端GND相接，所述芯片SN75176的引脚8与所述电源模块的电源输出端+5V相接。
上述的称重控制器数字通信卡，其特征在于：所述RS-485总线接口模块由4针插头Header4H，电阻R7、R8、R9、R10和R11，以及稳压二极管D1和D2构成，所述电阻R7的一端与所述芯片SN75176的引脚7、电阻R9的一端和电阻R10的一端相接，所述电阻R9的另一端与所述芯片SN75176的引脚6、电阻R8的一端和电阻R11的一端相接，所述电阻R7的另一端与所述电源模块的接地端GND相接，所述电阻R8的另一端与所述电源模块的电源输出端+5V相接，所述电阻R10的另一端与稳压二极管D2的正极和4针插头Header4H的引脚1相接，所述稳压二极管D2的负极与所述稳压二极管D1的负极相接，所述稳压二极管D1的正极与所述电阻R11的另一端和4针插头Header4H的引脚2相接。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、结构简单、设计合理且安装使用方便：本实用新型将控制器接口模块中的64针母头欧式插座64PIN连接到预留在称重控制器上的64针公头欧式插座上，并将电源模块的输入端连接到称重控制器的供电电源的输出端上，即可完成数字通信卡到称重控制器的安装。
2、抗干扰能力强、通信安全可靠：本实用新型的电源与称重控制器的电源相隔离，称重控制器异步通信口与RS-485通信电路模块和RS-485总线接口模块光耦隔离，RS-485总线接口模块中采用了稳压二极管组成了吸收回路消除干扰，通信过程中某个数字通信卡出现故障，不会使整个RS-485总线的通信受到影响。
3、具有双向通信功能：使用模拟通信卡，只能将称重控制器的瞬时流量上传给通信主站上位机；使用数字通信卡，通信主站上位机和称重控制器可以进行双向通信，不仅能将流量数据等上传到通信主站上位机上，通信主站上位机还能对称重控制器进行远程操作。
4、数据准确：使用模拟通信卡上传瞬时流量数据易受现场干扰，并且模拟通信卡不能上传负值的瞬时流量，而称重控制器实际处理的瞬时流量会出现负值；使用数字通信卡，数据不受现场干扰影响，上传的数据与现场称重控制器处理的数据相同。
5、本实用新型能使称重控制器实现主从式多站数字通信功能，能够用于工业现场需要进行称重控制的各个地方，实用性强，推广应用价值高。
综上所述，本实用新型结构简单、设计合理，安装使用方便，抗干扰能力强，通信安全可靠，具有双向通信功能，数据准确，实用性强，推广应用价值高，解决了现有技术中的称重控制器模拟通信卡所存在的数据易受干扰、只能上传瞬时流量的绝对值、主机从机不能双向通信等缺陷和不足。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理框图。
图2为本实用新型电源模块的电路原理图。
图3为本实用新型控制器接口模块的电路原理图。
图4为本实用新型光耦隔离电路模块、RS-485通信电路模块和RS-485总线接口模块的电路原理图。
附图标记说明:
1-控制器接口模块；         2-光耦隔离电路模块；
3—RS-485通信电路模块；    4—RS-485总线接口模块；
5-电源模块。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括用于连接称重控制器的控制器接口模块1、与控制器接口模块1相接的光耦隔离电路模块2、与光耦隔离电路模块2相接的RS-485通信电路模块3和与RS-485通信电路模块3相接的RS-485总线接口模块4，以及用于为控制器接口模块1、光耦隔离电路模块2、RS-485通信电路模块3和RS-485总线接口模块4供电的电源模块5，所述电源模块5与称重控制器的供电电源相接。
结合图2，本实施例中，所述称重控制器的供电电源为5V供电电源，所述5V供电电源的电源输出端为VCC5V，所述5V供电电源的接地端为GND5V，所述电源模块5由芯片B0505LS-1WR、无极性电容C1和C2、以及极性电容C3构成，所述芯片B0505LS-1WR的引脚1和无极性电容C1的一端均与所述5V供电电源的电源输出端VCC5V相接，所述芯片B0505LS-1WR的引脚2和无极性电容C1的另一端均与所述5V供电电源的接地端GND5V相接，所述芯片B0505LS-1WR的引脚4与无极性电容C2的一端和极性电容C3的正极相接且为所述电源模块5的电源输出端+5V，所述芯片B0505LS-1WR的引脚3与无极性电容C2的另一端和极性电容C3的负极相接且为所述电源模块5的接地端GND。所述数字通信卡的电源实质上是由称重控制器的供电电源提供的，所述电源模块5用于实现所述数字通信卡电源与称重控制器的供电电源之间的隔离。
结合图3，本实施例中，所述控制器接口模块1包括与预留在称重控制器上的64针公头欧式插座相配合的64针母头欧式插座64PIN和与64针母头欧式插座64PIN相接的反相器芯片74HC04，所述64针母头欧式插座64PIN的引脚1和引脚64均与5V供电电源的电源输出端VCC5V相接，所述64针母头欧式插座64PIN的引脚2和引脚63均与5V供电电源的接地端GND5V相接，所述64针母头欧式插座64PIN的引脚5与称重控制器的P1.3IN端口相接，所述反相器芯片74HC04的引脚1与所述64针母头欧式插座64PIN的引脚5相接，所述反相器芯片74HC04的引脚14与所述电源模块5的电源输出端+5V相接，所述反相器芯片74HC04的引脚7与所述电源模块5的接地端GND相接。
结合图4，本实施例中，所述光耦隔离电路模块2由第一芯片TIL117、第二芯片TIL117和第三芯片TIL117，以及电阻R1、R2、R3、R4、R5和R6构成，所述第一芯片TIL117的引脚2通过电阻R1与所述电源模块5的电源输出端+5V相接，所述第一芯片TIL117的引脚3与所述反相器芯片74HC 04的引脚2相接，所述第一芯片TIL117的引脚5通过电阻R4与所述电源模块5的接地端GND相接，所述第一芯片TIL117的引脚6和引脚8均与所述电源模块5的电源输出端+5V相接；所述第二芯片TIL117的引脚2通过电阻R2与所述电源模块5的电源输出端+5V相接，所述第二芯片TIL117的引脚3与所述64针母头欧式插座64PIN的引脚62相接，所述第二芯片TIL117的引脚5与所述电源模块5的接地端GND相接，所述第二芯片TIL117的引脚6通过电阻R5与所述电源模块5的电源输出端+5V相接，所述第二芯片TIL117的引脚8与所述电源模块5的电源输出端+5V相接；所述第三芯片TIL117的引脚2通过电阻R6与所述电源模块5的电源输出端+5V相接，所述第三芯片TIL117的引脚5与所述电源模块5的接地端GND相接，所述第三芯片TIL117的引脚6与所述64针母头欧式插座64PIN的引脚3相接，所述第三芯片TIL117的引脚8与所述电源模块5的电源输出端+5V相接，所述第三芯片TIL117的引脚6与引脚8之间并联有电阻R3。
结合图4，本实施例中，所述RS-485通信电路模块3由芯片SN75176构成，所述芯片SN75176的引脚1与所述第三芯片TIL117的引脚3相接，所述芯片SN75176的引脚2和引脚3均与所述第一芯片TIL117的引脚5相接，所述芯片SN75176的引脚4与所述第二芯片TIL117的引脚6相接，所述芯片SN75176的引脚5与所述电源模块5的接地端GND相接，所述芯片SN75176的引脚8与所述电源模块5的电源输出端+5V相接。
结合图4，本实施例中，所述RS-485总线接口模块4由4针插头Header4H，电阻R7、R8、R9、R10和R11，以及稳压二极管D1和D2构成，所述电阻R7的一端与所述芯片SN75176的引脚7、电阻R9的一端和电阻R10的一端相接，所述电阻R9的另一端与所述芯片SN75176的引脚6、电阻R8的一端和电阻R11的一端相接，所述电阻R7的另一端与所述电源模块5的接地端GND相接，所述电阻R8的另一端与所述电源模块5的电源输出端+5V相接，所述电阻R10的另一端与稳压二极管D2的正极和4针插头Header4H的引脚1相接，所述稳压二极管D2的负极与所述稳压二极管D1的负极相接，所述稳压二极管D1的正极与所述电阻R11的另一端和4针插头Header4H的引脚2相接。
本实用新型使用时，首先，将控制器接口模块1中的64针母头欧式插座64PIN连接到预留在称重控制器上的64针公头欧式插座上，并将电源模块5的输入端连接到称重控制器的供电电源的输出端上，完成所述数字通信卡到称重控制器的安装；接着，通过RS-485总线接口模块将该称重控制器接入RS-485总线通信网络中并与通信主站连接起来；然后，通过称重控制器设定通信地址、通信波特率并开启数字通信卡的通信功能，称重控制器通过外接的称重传感器获取原始的称重数据，称重控制器对采集的原始称重数据进行处理后直接在称重控制器的屏幕上显示，并通过所述数字通信卡将需要的称重数据上传到通信主站，通信主站配合相应的通信协议，可以对称重控制器进行远程操作：例如对称重控制器进行写命令操作、对称重控制器进行读命令操作、对称重控制器进行键盘命令操作等。通信过程中，光耦隔离电路模块2能将称重控制器主控芯片的异步通信口与所述数字通信卡的RS-485通信电路模块3和RS-485总线接口模块4进行光耦隔离，RS-485总线接口模块中采用了稳压二极管组成了吸收回路消除干扰，抑制通信现场各种形式的干扰源，主从通信中，当某个从机出现异常情况，不能正常通信时，不影响其他从机与主机的通信，不会使整个系统通信崩溃。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种称重控制器数字通信卡，其特征在于：包括用于连接称重控制器的控制器接口模块（1）、与控制器接口模块（1）相接的光耦隔离电路模块（2）、与光耦隔离电路模块（2）相接的RS-485通信电路模块（3）和与RS-485通信电路模块（3）相接的RS-485总线接口模块（4），以及用于为控制器接口模块（1）、光耦隔离电路模块（2）、RS-485通信电路模块（3）和RS-485总线接口模块（4）供电的电源模块（5），所述电源模块（5）与称重控制器的供电电源相接。
2.按照权利要求1所述的称重控制器数字通信卡，其特征在于：所述称重控制器的供电电源为5V供电电源，所述5V供电电源的电源输出端为VCC5V，所述5V供电电源的接地端为GND5V，所述电源模块（5）由芯片B0505LS-1WR、无极性电容C1和C2、以及极性电容C3构成，所述芯片B0505LS-1WR的引脚1和无极性电容C1的一端均与所述5V供电电源的电源输出端VCC5V相接，所述芯片B0505LS-1WR的引脚2和无极性电容C1的另一端均与所述5V供电电源的接地端GND5V相接，所述芯片B0505LS-1WR的引脚4与无极性电容C2的一端和极性电容C3的正极相接且为所述电源模块（5）的电源输出端+5V，所述芯片B0505LS-1WR的引脚3与无极性电容C2的另一端和极性电容C3的负极相接且为所述电源模块（5）的接地端GND。
3.按照权利要求2所述的称重控制器数字通信卡，其特征在于：所述控制器接口模块（1）包括与预留在称重控制器上的64针公头欧式插座相配合的64针母头欧式插座64PIN和与64针母头欧式插座64PIN相接的反相器芯片74HC04，所述64针母头欧式插座64PIN的引脚1和引脚64均与5V供电电源的电源输出端VCC5V相接，所述64针母头欧式插座64PIN的引脚2和引脚63均与5V供电电源的接地端GND5V相接，所述64针母头欧式插座64PIN的引脚5与称重控制器的P1.3IN端口相接，所述反相器芯片74HC04的引脚1与所述64针母头欧式插座64PIN的引脚5相接，所述反相器芯片74HC04的引脚14与所述电源模块（5）的电源输出端+5V相接，所述反相器芯片74HC04的引脚7与所述电源模块（5）的接地端GND相接。
4.按照权利要求3所述的称重控制器数字通信卡，其特征在于：所述光耦隔离电路模块（2）由第一芯片TIL117、第二芯片TIL117和第三芯片TIL117，以及电阻R1、R2、R3、R4、R5和R6构成，所述第一芯片TIL117的引脚2通过电阻R1与所述电源模块（5）的电源输出端+5V相接，所述第一芯片TIL117的引脚3与所述反相器芯片74HC04的引脚2相接，所述第一芯片TIL117的引脚5通过电阻R4与所述电源模块（5）的接地端GND相接，所述第一芯片TIL117的引脚6和引脚8均与所述电源模块（5）的电源输出端+5V相接；所述第二芯片TIL117的引脚2通过电阻R2与所述电源模块（5）的电源输出端+5V相接，所述第二芯片TIL117的引脚3与所述64针母头欧式插座64PIN的引脚62相接，所述第二芯片TIL117的引脚5与所述电源模块（5）的接地端GND相接，所述第二芯片TIL117的引脚6通过电阻R5与所述电源模块（5）的电源输出端+5V相接，所述第二芯片TIL117的引脚8与所述电源模块（5）的电源输出端+5V相接；所述第三芯片TIL117的引脚2通过电阻R6与所述电源模块（5）的电源输出端+5V相接，所述第三芯片TIL117的引脚5与所述电源模块（5）的接地端GND相接，所述第三芯片TIL117的引脚6与所述64针母头欧式插座64PIN的引脚3相接，所述第三芯片TIL117的引脚8与所述电源模块（5）的电源输出端+5V相接，所述第三芯片TIL117的引脚6与引脚8之间并联有电阻R3。
5.按照权利要求4所述的称重控制器数字通信卡，其特征在于：所述RS-485通信电路模块（3）由芯片SN75176构成，所述芯片SN75176的引脚1与所述第三芯片TIL117的引脚3相接，所述芯片SN75176的引脚2和引脚3均与所述第一芯片TIL117的引脚5相接，所述芯片SN75176的引脚4与所述第二芯片TIL117的引脚6相接，所述芯片SN75176的引脚5与所述电源模块（5）的接地端GND相接，所述芯片SN75176的引脚8与所述电源模块（5）的电源输出端+5V相接。
6.按照权利要求5所述的称重控制器数字通信卡，其特征在于：所述RS-485总线接口模块（4）由4针插头Header4H，电阻R7、R8、R9、R10和R11，以及稳压二极管D1和D2构成，所述电阻R7的一端与所述芯片SN75176的引脚7、电阻R9的一端和电阻R10的一端相接，所述电阻R9的另一端与所述芯片SN75176的引脚6、电阻R8的一端和电阻R11的一端相接，所述电阻R7的另一端与所述电源模块（5）的接地端GND相接，所述电阻R8的另一端与所述电源模块（5）的电源输出端+5V相接，所述电阻R10的另一端与稳压二极管D2的正极和4针插头Header4H的引脚1相接，所述稳压二极管D2的负极与所述稳压二极管D1的负极相接，所述稳压二极管D1的正极与所述电阻R11的另一端和4针插头Header4H的引脚2相接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103617018A (zh) * 2013-12-19 2014-03-05 无锡蓝天电子有限公司 一种消防控制室图形显示装置
CN105739378A (zh) * 2016-01-22 2016-07-06 北京航空航天大学 一种模块化工业机器人控制器底板

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