CN205318609U - 一种AS-i模拟从站接口 - Google Patents

Abstract

一种AS-i模拟从站接口，它涉及一种AS-i从站接口。本实用新型的目的是为了解决传统的模拟量传输电路要么采用串行方式，虽然所需通信线材较少，但是通信速度较慢；要么采用并行方式，虽然速度快，但是所需通信线材较多的问题。本实用新型包括传感器接口、AD转换电路、数据传输处理电路、从机电路和电源电路，传感器接口通过AD转换电路连接数据传输处理电路的输入端，数据传输处理电路的输出端连接从机电路，电源电路的输出端分别连接AD转换电路、数据传输处理电路和从机电路，传感器接口的输入端为AS-i模拟从站接口的输入端，从机电路的输出端为AS-i模拟从站接口的输出端。本实用新型具有体积小，重量轻，连接方便的优点。

Description

一种AS-i模拟从站接口

技术领域

本实用新型涉及一种AS-i从站接口，具体涉及一种AS-i模拟从站接口，属于模拟量远程快速传播技术领域。

背景技术

AS-i是“执行器-传感器-接口”的英文缩写，它是一种用来在控制器(主站)和传感器/执行器(从站)之间进行双向交换信息的控制总线系统，属于工业控制系统底层(传感器级)的监控网络。它既可以直接连接到控制箱中，单独或与PLC、IPC一起运行；也可以通过网关和多种上层现场总线，如DeviceNet、PROFIBUS、Modbus等连接，作为现场总线的一个分支，从而满足工业控制的各种要求。

传统的模拟量传输电路采用串行方式或并行方式，串行方式虽然所需通信线材较少，但是通信速度较慢；并行方式，虽然速度快，但是所需通信线材较多。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决传统的模拟量传输电路采用串行方式或并行方式，串行方式虽然所需通信线材较少，但是通信速度较慢，并行方式，虽然速度快，但是所需通信线材较多的问题。

本实用新型的技术方案是：一种AS-i模拟从站接口，包括传感器接口、AD转换电路、数据传输处理电路、从机电路和电源电路，传感器接口通过AD转换电路连接数据传输处理电路的输入端，数据传输处理电路的输出端连接从机电路，电源电路的输出端分别连接AD转换电路、数据传输处理电路和从机电路，所述传感器接口的输入端为AS-i模拟从站接口的输入端，从机电路的输出端为AS-i模拟从站接口的输出端。

所述AD转换电路包括钳位电路、第一取样电阻、第二取样电阻和AD转换芯片，所述传感器接口的正电压输出端依次连接钳位电路的中点和第一取样电阻后连接AD转换芯片的正电压信号引脚，传感器接口的负电压输出端依次连接钳位电路的负极端和第二取样电阻后连接AD转换芯片的负电压信号引脚。

所述AD转换电路包括第一保险丝，第一保险丝串接在传感器接口的正电压输出端上。

所述数据传输处理电路包括时钟电路、复位电路、调试接口、选择电阻和主控芯片，时钟电路、复位电路、调试接口和选择电阻均连接主控芯片。

所述从机电路包括AS-i接口、第一单向二极管、第一双向瞬间抑制二极管、从机芯片和指示电路，AS-i接口电路的输出端通过第一单向二极管连接从机芯片的输入端和第一双向瞬间抑制二极管的一端，第一双向瞬间抑制二极管的另一端接地，从机芯片的输出端连接指示电路的输入端，指示电路的输出端连接从机芯片的LED引脚。所述第一单向二极管防止输入反接，第一双向瞬间抑制二极管稳定输入电压。

所述电源电路包括第二单向二极管、第二双向瞬间抑制二极管、磁珠、模式选择电阻、第一电源变换芯片、第二电源变换芯片和电源指示电路，所述第二单向二极管的输出端通过磁珠连接第一电源变换芯片的输入端和第二双向瞬间抑制二极管的一端，第二双向抑制二极管的另一端接地，所述模式选择电阻的一端连接第一电源变换芯片的关断控制引脚，模式选择电阻另一端接地，第一电源变换芯片的输出端连接第二电源变换芯片的输入端，所述电源指示电路的输入端连接第二电源变换芯片的输出端，电源指示电路的输出端接地，第二单向二极管防止输入反接，第二双向瞬间抑制二极管稳定输入电压，磁珠滤除高频噪声、尖峰干扰和吸收静电脉冲。

所述电源电路包括整流二极管和滤波电感，整流二极管和滤波电感并联后接在第一电源变换芯片的开关引脚和接地引脚之间，所述整流二极管为肖特基二极管。

所述电源电路包括第二保险丝，第二保险丝串接在第二单向二极管与磁珠之间，所述第二保险丝为自恢复保险丝，用于进行输入电流限制。

本实用新型与现有技术相比具有以下效果：本实用新型提出一种基于AS-i总线的AS-i模拟从站接口相较于现有的系统，其系统完整、应用方便、传输快捷、功能可靠、节省资金和系统开放。本实用新型的模拟量采集精度高，可以达到16位，能够满足绝大部分的工程实际对模拟量精度的需要，可以较好的解决工业现场对于模拟量的传输要求。本实用新型具有体积小，重量轻，连接方便等优点，同时芯片的防护等级较高，抗干扰能力强，能够满足工业现场复杂的安装和工作情况。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的AD转换电路原理图；

图3是本实用新型的数据传输处理电路原理图；

图4是本实用新型的从机电路原理图；

图5是本实用新型的电源电路原理图；

图6是本实用新型实施例的结构框图。

具体实施方式

结合附图说明本实用新型的具体实施方式，本实施方式的一种AS-i模拟从站接口，如图1所示，包括传感器接口、AD转换电路、数据传输处理电路、从机电路和电源电路，传感器接口通过AD转换电路连接数据传输处理电路的输入端，数据传输处理电路的输出端连接从机电路，电源电路的输出端分别连接AD转换电路、数据传输处理电路和从机电路，所述传感器接口的输入端为AS-i模拟从站接口的输入端，从机电路的输出端为AS-i模拟从站接口的输出端。

如图2所示，所述AD转换电路包括钳位电路1、第一取样电阻R1、第二取样电阻R2和AD转换芯片U1，所述传感器接口的正电压输出端依次连接钳位电路1的中点和第一取样电阻R1后连接AD转换芯片U1的正电压信号引脚，传感器接口的负电压输出端依次连接钳位电路1的负极端和第二取样电阻R2后连接AD转换芯片U1的负电压信号引脚。

本实施例的钳位电路为由二极管D1和二极管D2构成的双二极管钳位电路；电容C1、C2、C3、C4、C5、C6和C7均为滤波电容。

本实施例所用的传感器接口P1由标准的3.81mm接线端子组成；

所述AD转换电路包括第一保险丝F1，第一保险丝F1串接在传感器接口的正电压输出端上。

如图3所示，所述数据传输处理电路包括时钟电路2、复位电路3、调试接口P2、选择电阻R4和主控芯片U2，时钟电路2、复位电路3、调试接口P2和选择电阻R4均连接主控芯片U2。

本实施例的时钟电路2由电容C8、C9和晶振Y1构成，所述复位电路3由电阻R3和电容C10构成；电容C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17和C18是滤波电容；

如图4所示，所述从机电路包括AS-i接口P3、第一单向二极管D3、第一双向瞬间抑制二极管D4、从机芯片U3和指示电路4，AS-i接口P3电路的输出端通过第一单向二极管D3连接从机芯片U3的输入端和第一双向瞬间抑制二极管D4的一端，第一双向瞬间抑制二极管D4的另一端接地，从机芯片U3的输出端连接指示电路4的输入端，指示电路4的输出端连接从机芯片U3的LED引脚，晶振Y2提供时钟信号，电阻R5防止误触发，电容C19、C20、C21、C22和C23是滤波电容；所述指示电路4由发光二极管D5、D6和电阻R6、R7构成；

本实施例的AS-i接口P3由标准的3.81mm接线端子构成；

如图5所示，所述电源电路包括第二单向二极管D7、第二双向瞬间抑制二极管D8、磁珠L1、模式选择电阻R8、第一电源变换芯片U4、第二电源变换芯片U5和电源指示电路5，所述第二单向二极管D7的输出端通过磁珠L1连接第一电源变换芯片U4的输入端和第二双向瞬间抑制二极管D8的一端，第二双向抑制二极管的另一端接地，所述模式选择电阻R8的一端连接第一电源变换芯片U4的关断控制引脚，模式选择电阻R8另一端接地，第一电源变换芯片U4的输出端连接第二电源变换芯片U5的输入端，所述电源指示电路5的输入端连接第二电源变换芯片U5的输出端，电源指示电路5的输出端接地，电容C24、C25、C26、C27和C28均为滤波电容。

所述电源指示电路5由电阻R9和发光二极管D10构成。

所述电源电路包括整流二极管D9和滤波电感L2，整流二极管D9和滤波电感L2并联后接在第一电源变换芯片U4的开关引脚和接地引脚之间。

所述电源电路包括第二保险丝F2，第二保险丝F2串接在第二单向二极管D7与磁珠L1之间。

如图6所示，工业现场各种传感器其输出的大多数为4—20mA的信号，通过传感器接口接入AS-i模拟从站接口，从而构成AS-i模拟从站。输入的4—20mA信号通过AD转换电路变为数字信号，传输给数据传输处理电路进行必要的处理使其符合AS-i通信协议的要求，处理完毕的数据传输至从机电路，最后通过AS-i总线网络传输至AS-i主站，从而完成工业现场模拟信号的采集和传输过程。

本实施方式采用的AD转换芯片U1的型号为LTC2462，主控芯片U2的型号为STM32F103CBT6，从机芯片U3的型号为ASI4UE-E-G1-ST，第一电源变换芯片U4的型号为MIC4680-5.0BM，第二电源变换芯片U5的型号为LP2985AIM5-3.3。

Claims (8)

1.一种AS-i模拟从站接口，其特征在于：包括传感器接口、AD转换电路、数据传输处理电路、从机电路和电源电路，传感器接口通过AD转换电路连接数据传输处理电路的输入端，数据传输处理电路的输出端连接从机电路，电源电路的输出端分别连接AD转换电路、数据传输处理电路和从机电路，所述传感器接口的输入端为AS-i模拟从站接口的输入端，从机电路的输出端为AS-i模拟从站接口的输出端。

2.根据权利要求1所述一种AS-i模拟从站接口，其特征在于：所述AD转换电路包括钳位电路、第一取样电阻、第二取样电阻和AD转换芯片，所述传感器接口的正电压输出端依次连接钳位电路的中点和第一取样电阻后连接AD转换芯片的正电压信号引脚，传感器接口的负电压输出端依次连接钳位电路的负极端和第二取样电阻后连接AD转换芯片的负电压信号引脚。

3.根据权利要求2所述一种AS-i模拟从站接口，其特征在于：所述AD转换电路包括第一保险丝，第一保险丝串接在传感器接口的正电压输出端上。

4.根据权利要求1所述一种AS-i模拟从站接口，其特征在于：所述数据传输处理电路包括时钟电路、复位电路、调试接口、选择电阻和主控芯片，时钟电路、复位电路、调试接口和选择电阻均连接主控芯片。

5.根据权利要求1所述一种AS-i模拟从站接口，其特征在于：所述从机电路包括AS-i接口、第一单向二极管、第一双向瞬间抑制二极管、从机芯片和指示电路，AS-i接口电路的输出端通过第一单向二极管连接从机芯片的输入端和第一双向瞬间抑制二极管的一端，第一双向瞬间抑制二极管的另一端接地，从机芯片的输出端连接指示电路的输入端，指示电路的输出端连接从机芯片的LED引脚。

6.根据权利要求1所述一种AS-i模拟从站接口，其特征在于：所述电源电路包括第二单向二极管、第二双向瞬间抑制二极管、磁珠、模式选择电阻、第一电源变换芯片、第二电源变换芯片和电源指示电路，所述第二单向二极管的输出端通过磁珠连接第一电源变换芯片的输入端和第二双向瞬间抑制二极管的一端，第二双向抑制二极管的另一端接地，所述模式选择电阻的一端连接第一电源变换芯片的关断控制引脚，模式选择电阻另一端接地，第一电源变换芯片的输出端连接第二电源变换芯片的输入端，所述电源指示电路的输入端连接第二电源变换芯片的输出端，电源指示电路的输出端接地。

7.根据权利要求6所述一种AS-i模拟从站接口，其特征在于：所述电源电路包括整流二极管和滤波电感，整流二极管和滤波电感并联后接在第一电源变换芯片的开关引脚和接地引脚之间。

8.根据权利要求6所述一种AS-i模拟从站接口，其特征在于：所述电源电路包括第二保险丝，第二保险丝串接在第二单向二极管与磁珠之间。