CN205787996U - 一种开关量输入输出模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种开关量输入输出模块，包括开关量输入单元及开关量输出单元，所述开关量输入单元包括信号输入端IN1+、IN1‑和光电耦合器U1，以及检测端和多个可控通断的元件，所述开关量输出单元包括控制信号输入端OUT和信号输出端OUTA1、OUTB1及OUTA2、OUTB2，以及多个可控通断的元件。本实用新型所述的一种开光量输入输出模块，通过多了可控通断的元件的设置，在实际使用中可根据需要设定不同的元件导通，以便于进行有源输入、输出及无源输入、输出间的切换，从而可满足可适应无源输入或输出，也可适应有源输入或输出的需要。

Description

一种开关量输入输出模块

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域尤其涉及工业控制领域，特别涉及一种开关量输入输出模块。

背景技术

在工控设备，尤其是适用于环保控制的各监测设备的研发时，多用到开关量输入或输出模块，目前使用的开关量输入或开关量输出模块大多为无源的，即输入或输出时只需要或提供一个开关信号，但工业中实际使用时有的设备支持无源输入，有的设备支持有源输入，有的设备支持有源输出，有的设备则支持无源输出，此导致设备的通用性较差，从而无法满足所有开关量输入输出的场合需要。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种开关量输入输出模块，以能够在使用时通过设置而可适应无源输入或输出，也可适应有源输入或输出的需要。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种开关量输入输出模块，包括开关量输入单元及开关量输出单元，

所述开关量输入单元包括信号输入端IN1+、IN1-和光电耦合器U1，所述信号输入端IN1+经电阻R3接光电耦合器U1的输入端正极，所述信号输入端IN1-通过可控通断的第一元件连接于光电耦合器U1的输入端负极，信号输入端IN1-还通过可控通断的第二元件连接高电平，且光电耦合器U1的输入端负极也通过可控通断的第三元件连接至接地端；所述光电耦合器U1的输出端正极经由电阻R1接电源端，并在光电耦合器U1的输出端正极并接有检测端，所述光电耦合器U1的输出端负极接地；

所述开关量输出单元包括控制信号输入端OUT和信号输出端OUTA1、OUTB1及OUTA2、OUTB2，信号输出端OUTA1通过串接的可控通断的第四元件及第七元件连接供电端，信号输出端OUTB1通过可控通断的第八元件及由所述控制信号输入端OUT控制通断的控制开关连接于第四元件和第七元件之间；信号输出端OUTA2通过可控通断的第五元件连接于第八元件和控制开关之间，信号输出端OUTB2通过可控通断的第六元件连接接地端。

进一步的，在光电耦合器U1的输入端正极和输入端负极之间并接有电容C1。

进一步的，所述控制开关为继电器K2，所述控制信号输入端OUT通过电阻R28连接有三极管Q5，且电阻R28连接于三极管Q5的基极，三极管Q5的集电极连接继电器K2的线圈的一端，继电器K2的线圈的另一端接电源端，三极管Q5的发射极连接接地端，所述继电器K2的两触点分别连接于第四元件与第七元件之间、以及第八元件和第五元件之间。

进一步的，还包括拨码开关，所述第一元件、第二元件、第三元件、第四元件、第五元件、第六元件、第七元件及第八元件分别为拨码开关上的不同位。

进一步的，于可控导通时，所述第一元件、第二元件、第三元件、第四元件、第五元件、第六元件、第七元件及第八元件分别为连接于相应节点之间的电阻。

进一步的，于可控导通时，所述第一元件、第二元件、第三元件、第四元件、第五元件、第六元件、第七元件及第八元件分别为连接于相应节点之间的跳线。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

本实用新型的一种开光量输入输出模块，通过多了可控通断的元件的设置，在实际使用中可根据需要设定不同的元件导通，以便于进行有源输入、输出及无源输入、输出间的切换，从而可满足可适应无源输入或输出，也可适应有源输入或输出的需要。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的开关量输入单元的电路结构图；

图2为本实用新型实施例所述的开关量输出单元的电路结构图；

图3为本实用新型实施例所述的开关量输入单元在无源信号输入时的使用状态图；

图4为本实用新型实施例所述的开关量输入单元在有源信号输入时的使用状态图；

图5为本实用新型实施例所述的开关量输出单元在有源输出时的使用状态图；

图6为本实用新型实施例所述的开关量输出单元在无源输出时的使用状态图；

附图标记说明：

1-第二元件，2-第一元件，3-第三元件，4-第四元件，5-第五元件，6-第六元件，7-第七元件，8-第八元件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实施例涉及一种开光量输入输出模块，如图1和图2中所示，其包括开关量输入单元及开关量输出单元，其中，开关量输入单元包括信号输入端IN1+、IN1-及光电耦合器U1，信号输入端IN1+经电阻R3连接光电耦合器U1的输入端正极，信号输入端IN1-通过可控通断的第一元件2连接于光电耦合器U1的输入端负极，信号输入端IN1-还通过可控通断的第二元件1连接高电平VCC-D，光电耦合器U1的输入端负极也通过可控通断的第三元件3连接至接地端GND-D。光电耦合器U1的输出端正极则经由电阻R1接电源端VDD，并在光电耦合器U1的输出端正极并接有检测端IN1，检测端IN1可连接处理器单元，以接收检测信号，光电耦合器U1的输出端负极连接接地端GND。

开关量输出单元包括控制信号输入端OUT和信号输出端OUTA1、OUTB1及OUTA2、OUTB2，使用中可根据需要而选定OUTA1、OUTB1输出，或是OUTA2、OUTB2输出，控制信号输入端OUT可连接处理器单元，以由处理器发出控制信号。信号输出端OUTA1通过串接的可控通断的第四元件4及第七元件7连接供电端VCC-D，信号输出端OUTB1通过可控通断的第八元件8及由控制信号输入端OUT控制通断的控制开关连接于第四元件4和第七元件7之间。信号输出端OUTA2则通过可控通断的第五元件5连接于第八元件8和控制开关之间，信号输出端OUTB2也通过可控通断的第六元件6连接接地端GND-D。

本实施例中，在光电耦合器U1的输入端正极和输入端负极之间还并接有电容C1，以保证光电耦合器U1的正常工作。而设置于开关量输出单元中的控制开关则为继电器K2，而控制信号输入端OUT也通过电阻R28连接有三极管Q5，其中，电阻R28连接于三极管Q5的基极，三极管Q5的集电极连接继电器K2的线圈的一端，继电器K2的线圈的另一端接电源端VCC-D，三极管Q5的发射极则连接接地端GND-D。继电器K2的两触点分别连接于第四元件4与第七元件7之间、以及第八元件8和第五元件5之间，通过继电器K2的动作可控制第四元件4与第七元件7之间以及第八元件8和第五元件5之间连接节点间的通断。当然除了采用继电器K2也可采用其它现有器件用于接收控制信号输入端OUT的信号而控制开关量输出单元电路的通断。

本实施例的开关量输入输出模块还可包括拨码开关，且此时前述第一元件2、第二元件1、第三元件3、第四元件4、第五元件5、第六元件6、第七元件7及第八元件8可分别为拨码开关上的不同位，从而可通过拨动拨码开关上的相应位而实现相应元件的导通或断开。而除了采用拨码开关，本实施例中在对应元件需导通时，还可使第一元件2、第二元件1、第三元件3、第四元件4、第五元件5、第六元件6、第七元件7及第八元件8采用连接于相应节点之间的电阻或跳线而使其导通，若不需其导通，则使相应元件部位不连接电阻或跳线即可。

本实施例的一种开关量输入输出模块的具体使用情况如图3至图6中所示，其中各可控通断的元件以连接于节点之间的电阻为例进行说明，采用拨码开关或跳线的情形与下述基本相同，下文不再赘述。如图3中所示为开关量输入单元在无源信号输入时的使用状态图，此时以开关S1表示信号源输出的信号，有信号输出时S1闭合，无信号输出时S1则断开，且开关量输入单元选择第二元件1及第三元件3导通，两者分别采用电阻R2和电阻R5。当信号源有信号输出S1闭合时，光电耦合器U1中的发光二极管被点亮，光电耦合器U1中的光敏三极管导通，检测端IN1由高电平变为低电平，处理器单元即可检测到输入信号。

开关量输入单元在有源信号输入时的使用状态如图4中所示，此时选定第一元件2导通，且其采用电阻R4，信号源输出的信号为BT1，有信号则有电压输出，无信号则无电压输出。当信号源有信号输出时，光电耦合器U1中的发光二极管被点亮，光电耦合器U1中的光敏三极管导通，检测端IN1由高电平变为低电平，处理器单元可检测到输入信号。

开关量输出单元在有源输出时的使用状态如图5中所示，此时第七元件7和第八元件8导通，两者分别为电阻R17和R18，且本实施例中对应的被控设备以LED进行说明，LED连接有外部电源BT1，若控制信号输入端OUT为高电平时，则继电器K2的触点吸合导通，此时设备LED得电工作。开关量输出单元在无源输出时的使用状态如图6中所示，此时选择第四元件4、第五元件5和第六元件6导通，其分别采用电阻R16、R19和R20，对应被控设备仍以LED进行说明，当控制信号输入端OUT为高电平时，继电器K2的触点吸合，设备LED得电工作。除了采用LED，当然被控设备也可为其它电子器件，其工作控制与上述相同。

本开光量输入输出模块通过多了可控通断的元件的设置，在实际使用中可根据需要设定不同的元件导通，以便于进行有源输入、输出及无源输入、输出间的切换，从而可满足可适应无源输入或输出，也可适应有源输入或输出的需要。本开光量输入输出模块可通过在同一线路板上布置可选器件，而灵活配置以实现不同的电路功能，其可提高产品的灵活性，同时也可降低产品电路板的生产成本，而具有很好的实用性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种开关量输入输出模块，包括开关量输入单元及开关量输出单元，其特征在于：

所述开关量输入单元包括信号输入端IN1+、IN1-和光电耦合器U1，所述信号输入端IN1+经电阻R3接光电耦合器U1的输入端正极，所述信号输入端IN1-通过可控通断的第一元件连接于光电耦合器U1的输入端负极，信号输入端IN1-还通过可控通断的第二元件连接高电平，且光电耦合器U1的输入端负极也通过可控通断的第三元件连接至接地端；所述光电耦合器U1的输出端正极经由电阻R1接电源端，并在光电耦合器U1的输出端正极并接有检测端，所述光电耦合器U1的输出端负极接地；

所述开关量输出单元包括控制信号输入端OUT和信号输出端OUTA1、OUTB1及OUTA2、OUTB2，信号输出端OUTA1通过串接的可控通断的第四元件及第七元件连接供电端，信号输出端OUTB1通过可控通断的第八元件及由所述控制信号输入端OUT控制通断的控制开关连接于第四元件和第七元件之间；信号输出端OUTA2通过可控通断的第五元件连接于第八元件和控制开关之间，信号输出端OUTB2通过可控通断的第六元件连接接地端。

2.根据权利要求1所述的一种开关量输入输出模块，其特征在于：在光电耦合器U1的输入端正极和输入端负极之间并接有电容C1。

3.根据权利要求2所述的一种开关量输入输出模块，其特征在于：所述控制开关为继电器K2，所述控制信号输入端OUT通过电阻R28连接有三极管Q5，且电阻R28连接于三极管Q5的基极，三极管Q5的集电极连接继电器K2的线圈的一端，继电器K2的线圈的另一端接电源端，三极管Q5的发射极连接接地端，所述继电器K2的两触点分别连接于第四元件与第七元件之间、以及第八元件和第五元件之间。

4.根据权利要求3所述的一种开关量输入输出模块，其特征在于：还包括拨码开关，所述第一元件、第二元件、第三元件、第四元件、第五元件、第六元件、第七元件及第八元件分别为拨码开关上的不同位。

5.根据权利要求3所述的一种开关量输入输出模块，其特征在于：于可控导通时，所述第一元件、第二元件、第三元件、第四元件、第五元件、第六元件、第七元件及第八元件分别为连接于相应节点之间的电阻。

6.根据权利要求3所述的一种开关量输入输出模块，其特征在于：于可控导通时，所述第一元件、第二元件、第三元件、第四元件、第五元件、第六元件、第七元件及第八元件分别为连接于相应节点之间的跳线。