CN203734652U - Npn/pnp开关量信号转换装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型针对现有技术中PLC输入信号与外界提供信号兼容性差的不足，提供一种NPN/PNP开关量信号转换装置，它由信号输入模块、信号调理模块以及信号输出模块连接组成，该信号输入模块能将输入的不同电平的NPN/PNP电压输入信号转换为NPN/PNP电流信号，该信号调理模块能将接收到的NPN/PNP电流信号转换成NPN/PNP转PNP/NPN电流信号，信号输出模块能将接收到的NPN/PNP转PNP/NPN电流信号转换成PNP/NPN电压输出信号，接入本NPN/PNP开关量信号转换装置后，无论为PLC提供的信号是NPN输入信号还是PNP输入信号，都能与PLC的输入信号类型兼容，方便操作，降低了误操作，提高了PLC的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种NPN/PNP开关量信号转换装置。
背景技术
当前，PLC以其稳定可靠的优点在工业控制系统中得到了广泛应用。但在实际电子产品中，不同型号的PLC，其本身要求的直流接入信号不同，有的要求接入NPN电平输入信号，有的要求接入PNP电平输入信号，但提供接入信号的传感器中，有一些传感器提供NPN电平输出信号，有些提供PNP电平输出信号，PLC的输入电压也不相同，有5V或12V或24V等，而提供接入信号的传感器所提供的电压也可以是5V或12V或24V，这就造成了PLC外接信号类型和PLC输入信号类型的多元性，使得PLC的输入信号与外接信号不兼容，当接入到PLC的外接信号错误时，将会造成PLC的非正常工作，使得PLC的工作可靠性降低。
实用新型内容
本实用新型的目的是，针对现有技术中PLC输入信号与外界提供信号兼容性差的不足，提供一种能将NPN/PNP电平信号转换成PNP/NPN电平信号的NPN/PNP开关量信号转换装置。
本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的：
一种NPN/PNP开关量信号转换装置，其特征在于，由信号输入模块、信号调理模块以及信号输出模块连接组成；所述的信号输入模块能将输入的不同电平的NPN电压输入信号转换为NPN电流信号或将输入的不同电平的PNP电压输入信号转换为PNP电流信号，并输入给所述的信号调理模块；所述的信号调理模块能将接收到的所述的NPN电流信号转换成NPN转PNP电流信号，或者将接收到的所述的PNP电流信号转换成PNP转NPN电流信号并输出至所述的信号输 出模块；所述的信号输出模块能将接收到的所述的NPN转PNP电流信号转换成PNP电压输出信号，或者将所述的PNP转NPN电流信号转换成NPN电压输出信号；
进一步地，所述的信号输入模块包括输入信号通道选择电路和电流调整电路，所述的电流调整电路由NPN电流调理电路和PNP电流调理电路组成，所述的输入信号通道选择电路据所述的输入信号的类型选择连通所述的NPN电流调理电路实现所述的将输入的NPN电压输入信号转换为NPN电流信号、或者连通所述的PNP电流调理电路实现所述的将输入的PNP电压输入信号转换为PNP电流信号，并输入给所述的信号调理模块；所述的信号调理模块包括NPN转PNP电流信号转换电路和PNP转NPN电流信号转换电路，通过所述的NPN转PNP电流信号转换电路实现将接收到的所述的NPN电流信号转换成NPN转PNP电流信号通过所述的PNP转NPN电流信号转换电路实现将接收到的所述的PNP电流信号转换成PNP转NPN电流信号；所述的信号输出模块由PNP电压转换电路、NPN电压转换电路组成，通过所述的PNP电压转换电路实现将接收到的所述的NPN转PNP电流信号转换成PNP电压输出信号，通过所述的NPN电压转换电路实现将所述的PNP转NPN电流信号转换成NPN电压输出信号；
进一步地，所述的输入信号通道选择电路由输入信号通道选择开关组成，所述的NPN电流调理电路包括匹配电阻一，所述的PNP电流调理电路包括匹配电阻二；所述的NPN转PNP电流信号转换电路由发光二极管一和光电三极管一组成，所述的PNP转NPN电流信号转换电路由发光二极管二和光电三极管二组成，所述的PNP电压转换电路包括转换电阻一，所述的NPN电压转换电路包括转换电阻二；由所述的输入信号通道选择开关选择连通所述的匹配电阻一或匹配电阻二，由所述的匹配电阻一接所述发光二极管一的负极，由所述发光二极管一的正极接输入信号电源正极，由光电三极管一的集电极接输出信号电源正极，由光电三极管一的发射极接转换电阻一的一端并输出所述的输出信号，由转换电阻一的另一端接输出信号电源地；由所述的匹配电阻二接所述的发光二极管二的正极，由所述的发光二极管二的负极接所述的输入信号电源地，由所 述的光电三极管二的集电极输出所述的输出信号，由所述的光电三极管二的发射极接输出信号电源地，转换电阻二设置在光电三极管二的集电极与输出信号电源正极间；
进一步地，在所述的信号输出模块中设置输出信号滤波电路，所述的PNP电压转换电路和所述的NPN电压转换电路通过输出信号通道选择电路连接所述的输出信号滤波电路，由所述的输出信号滤波电路对所述的输出信号进行滤波；
进一步地，所述的输入的不同电平的NPN电压信号和所述的不同电平的PNP电压信号的电压均为5V、12V或24V中的一种；
进一步地，所述的输出信号的电压与述的NPN/PNP开关量信号转换装置所接入的PLC的输入信号模块电压相同；
进一步地，所述的输入信号电源地与所述的输出信号电源地分开设置；
进一步地，由所述的信号输入模块、信号调理模块以及信号输出模块连接组成一路NPN/PNP开关量信号转换电路，所述NPN/PNP开关量信号转换装置由至少两路所述的NPN/PNP开关量信号转换电路组成。
采用本实用新型结构的NPN/PNP开关量信号转换装置由信号输入模块，信号调理模块，以及信号输出模块连接组成，接收到的NPN/PNP输入信号通过信号通道选择电路选择电流调整电路中相应的通道，输送给信号调理模块中相应的电流信号转换电路中，转换成PNP/NPN电流信号，再经由信号输出模块中相应的电压转换电路转换成PNP/NPN电压信号作为输出信号输出给PLC，所以接入本NPN/PNP开关量信号转换装置后，无论为PLC提供的信号是NPN输入信号还是PNP输入信号，都能与PLC的输入信号类型兼容，为现场施工工作提供了极大的便利，降低了误操作，提高了PLC的可靠性。
附图说明
图1是本实用新型NPN/PNP开关量信号转换装置实施例工作原理框图；
图2是本实用新型NPN/PNP开关量信号转换装置的信号输入模块实施例结构示意图；
图3是本实用新型NPN/PNP开关量信号转换装置的信号调理模块实施例结构示意图；
图4是本实用新型NPN/PNP开关量信号转换装置的信号输出模块实施例结构示意图；
图5是本实用新型NPN/PNP开关量信号转换装置实施例电路结构图；
图6是由多路NPN/PNP开关量信号转换电路组成的NPN/PNP开关量信号转换装置实施例结构图。
附图标记说明
1-信号输入模块 2-信号调理模块 3-信号输出模块 4-输入信号 6-输入信号通道选择电路 7-电流调整电路 8-输出信号电源 11-输出信号调理电路101-输入信号通道选择开关 102-匹配电阻一 103-匹配电阻二 104-输入信号电源正极 105-输入信号电源地 106-NPN电流信号 107-PNP电流信号201-NPN转PNP电流信号转换电路 202-PNP转NPN电流信号转换电路 203-发光二极管一 204-发光二极管二 205-NPN转PNP电流信号 206-PNP转NPN电流信号 207-光电三极管一 208-光电三极管二 301-PNP电压转换电路302-NPN电压转换电路 303-输出信号通道选择电路 304-输出信号电源地305-输出信号滤波电路 306-转换电阻一 307-转换电阻二 308-输出信号
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型NPN/PNP开关量信号转换装置做进一步描述：
如图1-6所示，本装置由信号输入模块1、信号调理模块2、信号输出模块3组成。信号输入模块1中的输入信号通道选择电路6根据接收到的输入信号4是NPN信号还是PNP信号，将输入信号4输入到电流调整电路7的NPN电流调理电路或PNP电流调理电路中，将NPN输入信号4通过NPN电流调理电路调理成大小适合的NPN电流信号106或通过PNP电流调理电路将PNP输入信号4调整成大小适合的PNP电流信号107，并将NPN电流信号106或PNP电流信号 107输入到信号调理模块2中，信号调理模块2将接收到的NPN电流信号106或PNP电流信号107进行处理，通过NPN转PNP电流信号转换电路201将NPN电流信号106转换成PNP电流类型的NPN转PNP电流信号205，或者通过PNP转NPN电流信号转换电路202将PNP电流信号107转换成NPN电流类型的PNP转NPN电流信号206，并输入到信号输出模块3，信号输出模块3接输出信号电源8，输出信号电源8的电压由PLC的输入信号模块电压决定，输入信号电源电压为所输入的NPN或PNP信号供电电压。由信号输出模块3的输出信号调理电路11将输入的PNP转NPN电流信号206或NPN转PNP电流信号205调理成与所接入的PLC所需电平相匹配的PNP电压信号或NPN电压信号，并通过输出信号通道选择电路303输入给相应的PLC。为防止外部干扰引起的错误信号输入到PLC，输出信号滤波电路305对经输出信号调理电路11调理的电压信号进行滤波。
较好的实施例中：信号通道选择电路6为输入信号通道选择开关101，输出信号通道选择电路303为通道选择开关，NPN电流调理电路包括匹配电阻一102，PNP电流调理电路包括匹配电阻二103，信号调理模块2由NPN转PNP电流信号转换电路201和PNP转NPN电流信号转换电路202组成，输出信号调理电路11由PNP电压转换电路301和NPN电压转换电路302组成，输入信号4输入给输入信号通道选择开关101，输入信号通道选择开关101连通匹配电阻一102或匹配电阻二103，由匹配电阻一102接输入信号电源正极104，匹配电阻二103接输入信号电源地105，经匹配电阻一102调整得到的NPN电流信号106输入到NPN转PNP电流信号转换电路201，NPN转PNP电流信号转换电路201将NPN电流信号106转换成NPN转PNP电流信号205，并输入到信号输出模块3的PNP电压转换电路301，由PNP电压转换电路301调理成与负载所需电平相匹配的PNP电压信号，并通过输出信号通道选择电路303输入给PNP信号类型的负载；经匹配电阻二103调整得到的PNP电流信号107输入到PNP转NPN电流信号转换电路202，PNP转NPN电流信号转换电路202将PNP电流信号107转换成PNP转NPN电流信号206，并输入到NPN电压转换电路302，由 NPN电压转换电路302调理成与PLC输入信号模块电压相匹配的NPN电压信号，并通过输出信号通道选择电路303输入给NPN信号类型的PLC。
优选NPN转PNP电流信号转换电路201和PNP转NPN电流信号转换电路202均由发光二极管和光电三极管组成，PNP电压转换电路301由转换电阻一306组成，NPN电压转换电路302由转换电阻二307组成，其中，NPN转PNP电流信号转换电路201的发光二极管一203的正极接输入信号电源正极104、发光二极管一203的负极接匹配电阻一102，NPN转PNP电流信号转换电路201的光电三极管一207的集电极接输出信号的正极，发射极接输出信号通道选择电路303并通过转换电阻一306接输出信号电源地；PNP转NPN电流信号转换电路202的发光二极管二204的正极接NPN信号电流转换匹配电阻103、发光二极管二204的负极接输入信号电源地105，发光二极管二204的集电极接输出信号的正极和输出信号通道选择电路303，转换电阻二307连接在光电三极管二208的集电极和输出电源的正极间，发射极接输出信号电源地。
为了防止外部干扰引起的错误信号输入到PLC，可接入输出信号滤波电路305，由PNP电压转换电路301、NPN电压转换电路302通过输出信号通道选择电路303连接输出信号滤波电路305，输出信号滤波电路305的一端接输出信号地304，另一端接输出信号308。
现根据控制设备提供的信号类型及负载所能接收的信号类型对本装置的工作过程进行进一步说明：
1、当控制设备提供的控制信号为12V的NPN信号，也就是输入信号4为12V的NPN电平信号，接入的PLC输入信号模块电压为24V NPN电平信号，也就是输出信号308为24V的PNP电平信号时：输出信号电源电压为24V，由输入信号通道选择开关101连通匹配电阻一102，输出信号通道选择电路303与光电三极管一207的发射极接通。NPN输入信号4经过匹配电阻一102转换成与光发光二极管一203的电流大小相匹配的NPN电流信号106，输入到NPN转PNP电流信号转换电路201中，转换成信号类型为PNP电流的NPN转PNP电流信号205，NPN转PNP电流信号205经过PNP电压转换电路301转换成24V电 平的PNP电压输出信号308，由输出信号选择开关303输出给相应的PLC。当电路中设置有输出信号滤波电路305时，经过输出信号滤波电路305滤波后输出给相应的PLC。
2、当控制设备提供的控制信号为24V的PNP信号，也就是输入信号4为24V的PNP电平信号，接入的PLC输入信号模块电压为24V NPN电平信号，也就是本装置输出信号308为24V的NPN电平信号时：输入信号通道选择开关101连通匹配电阻二103，输出信号通道选择电路303与光电三极管二208的基极接通。PNP输入信号4经过匹配电阻二103转换成与光发光二极管二204的电流大小相匹配的PNP电流信号107，输入到PNP转NPN电流信号转换电路202中，转换成信号类型为NPN电流的PNP转NPN电流信号206，PNP转NPN电流信号206经过NPN电压转换电路302转换成24V电平的NPN电压输出信号，由输出信号选择开关303输出给相应的PLC。当电路中设置有输出信号滤波电路305时，经过输出信号滤波电路305滤波后输出给相应的PLC。
为提高本装置的使用性能，可将本装置的电路进行多路集成，由信号输入模块1、信号调理模块2以及信号输出模块3连接组成一路NPN/PNP开关量信号转换电路，NPN/PNP开关量信号转换装置由至少两路NPN/PNP开关量信号转换电路组成。
Claims (8)
1.一种NPN/PNP开关量信号转换装置，其特征在于，由信号输入模块(1)、信号调理模块(2)以及信号输出模块(3)连接组成；
所述的信号输入模块(1)能将输入的不同电平的NPN电压输入信号(4)转换为NPN电流信号(106)或将输入的不同电平的PNP电压输入信号(4)转换为PNP电流信号(107)，并输入给所述的信号调理模块(2)；
所述的信号调理模块(2)能将接收到的所述的NPN电流信号(106)转换成NPN转PNP电流信号(205)，或者将接收到的所述的PNP电流信号(107)转换成PNP转NPN电流信号(206)并输出至所述的信号输出模块(3)；
所述的信号输出模块(3)能将接收到的所述的NPN转PNP电流信号(205)转换成PNP电压输出信号(308)，或者将所述的PNP转NPN电流信号(206)转换成NPN电压输出信号(308)。
2.如权利要求1所述的一种NPN/PNP开关量信号转换装置，其特征在于，所述的信号输入模块(1)包括输入信号通道选择电路(6)和电流调整电路(7)，所述的电流调整电路(7)由NPN电流调理电路和PNP电流调理电路组成，所述的输入信号通道选择电路(6)据所述的输入信号(4)的类型选择连通所述的NPN电流调理电路实现所述的将输入的NPN电压输入信号(4)转换为NPN电流信号(106)、或者连通所述的PNP电流调理电路实现所述的将输入的PNP电压输入信号(4)转换为PNP电流信号(107)，并输入给所述的信号调理模块(2)；
所述的信号调理模块(2)包括NPN转PNP电流信号转换电路(201)和PNP转NPN电流信号转换电路(202)，通过所述的NPN转PNP电流信号转换电路(201)实现将接收到的所述的NPN电流信号(106)转换成NPN转PNP电流信号(205)通过所述的PNP转NPN电流信号转换电路(202)实现将接收到的所述的PNP电流信号(107)转换成PNP转NPN电流信号(206)；
所述的信号输出模块(3)由PNP电压转换电路(301)、NPN电压转换电路(302)组成，通过所述的PNP电压转换电路(301)实现将接收到的所述的NPN转PNP电流信号(205)转换成PNP电压输出信号(308)，通过所述的NPN电 压转换电路(302)实现将所述的PNP转NPN电流信号(206)转换成NPN电压输出信号(308)。
3.如权利要求2所述的一种NPN/PNP开关量信号转换装置，其特征在于，所述的输入信号通道选择电路(6)由输入信号通道选择开关(101)组成，所述的NPN电流调理电路包括匹配电阻一(102)，所述的PNP电流调理电路包括匹配电阻二(103)；
所述的NPN转PNP电流信号转换电路(201)由发光二极管一(203)和光电三极管一(207)组成，所述的PNP转NPN电流信号转换电路(202)由发光二极管二(204)和光电三极管二(208)组成，
所述的PNP电压转换电路包括转换电阻一(306)，所述的NPN电压转换电路(302)包括转换电阻二(307)；
由所述的输入信号通道选择开关(101)选择连通所述的匹配电阻一(102)或匹配电阻二(103)，由所述的匹配电阻一(102)接所述发光二极管一(203)的负极，由所述发光二极管一(203)的正极接输入信号电源正极(104)，由光电三极管一(207)的集电极接输出信号电源正极，由光电三极管一(207)的发射极接转换电阻一(306)的一端并输出所述的输出信号(308)，由转换电阻一(306)的另一端接输出信号电源地(304)；
由所述的匹配电阻二(103)接所述的发光二极管二(204)的正极，由所述的发光二极管二(204)的负极接所述的输入信号电源地(105)，由所述的光电三极管二的集电极输出所述的输出信号(308)，由所述的光电三极管二(208)的发射极接输出信号电源地(304)，转换电阻二(307)设置在光电三极管二(208)的集电极与输出信号电源正极间。
4.如权利要求2或3所述的一种NPN/PNP开关量信号转换装置，其特征在于，在所述的信号输出模块(3)中设置输出信号滤波电路(305)，所述的PNP电压转换电路(301)和所述的NPN电压转换电路(302)通过输出信号通道选择电路(303)连接所述的输出信号滤波电路(305)，由所述的输出信号滤波电路(305)对所述的输出信号(308)进行滤波。
5.如权利要求1所述的一种NPN/PNP开关量信号转换装置，其特征在于，所述的输入的不同电平的NPN电压信号(4)和所述的不同电平的PNP电压信号的电压均为5V、12V或24V中的一种。
6.如权利要求1所述的一种NPN/PNP开关量信号转换装置，其特征在于，所述的输出信号(308)的电压与述的NPN/PNP开关量信号转换装置所接入的PLC的输入信号模块电压相同。
7.如权利要求3述的一种NPN/PNP开关量信号转换装置，其特征在于，所述的输入信号电源地与所述的输出信号电源地分开设置。
8.如权利要求1述的一种NPN/PNP开关量信号转换装置，其特征在于，由所述的信号输入模块(1)、信号调理模块(2)以及信号输出模块(3)连接组成一路NPN/PNP开关量信号转换电路，所述NPN/PNP开关量信号转换装置由至少两路所述的NPN/PNP开关量信号转换电路组成。
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