CN206594514U - 一种dcs系统32通道开关量输入模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种DCS系统32通道开关量输入模块，用于实现开关量输入检测，其特征在于，包括32路开关量输入电路、光耦隔离电路、CPLD、485通讯接口、电源模块A和电源模块B；每通道开关量信号的查询电压可通过短路跳线设定为DC48V或者DC24V，32路开关量输入电路将接收到32通道开关量通过光耦合电路传输到CPLD，CPLD通过485通讯接口，完成和上位控制器之间的通讯，电源模块B将直流24V通过变压器电路转换为48V或24V输出，12V输出，为32路开关量输入电路供电。本实用新型通过短路跳线，将模块的查询电压设定为24V或48V，实现了在一种模件上，简单的切换两种查询电压的输出，方便了现场的使用，还可以减少模块数量，降低了系统成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及DCS系统，尤其涉及一种DCS系统32通道开关量输入模块。
背景技术
目前，分布式控制系统(distributed control systems,简称DCS)已被广泛应用于电力、石油、化工、钢铁、造纸、水泥、脱硫、除尘、水处理等自动化控制领域中，它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。新华DCS系统NetPAC是新华新一代的DCS系统。
在目前的DCS系统中，常见的有查询电压为24V数字量输入模件和查询电压为48V数字量输入模件两种，而两种模件之间不能互换替换兼容；这些开关量输入模件最多可输入16通道开关量信号。
因此，本领域的技术人员致力于研究一种DCS系统32路开关量输入模块，减少模块数量，从而减小控制柜的使用空间，降低了系统成本；还可以在两24V和48V两种查询电压之间简单切换，方便现场使用。
实用新型内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型提供一种DCS系统32通道开关量输入模块，代替2块16通道的开关量输入模块，减少模块数量，从而减小控制柜的使用空间，降低了系统成本。此外还可以通过短路跳线，将模块的查询电压设定为24V或48V，实现在一种模件上，简单的切换两种查询电压的输出，方便现场的使用。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种DCS系统32通道开关量输入模块，用于实现开关量输入检测，其特征在于，包括32路开关量输入电路、光耦隔离电路、CPLD、485通讯接口、电源模块A和电源模块B，其中，
所述32路开关量输入电路用于输入32通道开关量，每通道开关量信号的查询电压可通过短路跳线设定为DC48V或者DC24V；所述开关量输入电路与所述光耦合电路连接，将接收到32通道开关量通过所述光耦合电路传输到所述CPLD；
所述CPLD通过所述光耦隔离电路得到32个通道的开关量数据,并通过所述485通讯接口，完成和上位控制器之间的通讯；
所述电源模块A将直流24V转换为5V和3.3V，用于给所述485通讯接口、CPLD和光耦隔离电路供电；
所述电源模块B将直流24V通过变压器电路转换为48V或24V输出，12V输出，为所述32路开关量输入电路供电。
在本实用新型的较佳实施方式中，所述开关量输入模块还包括LED指示灯，用于指示所述开关量输入模块的运行状态和所述开关量输入电路中通道的开关信号状态，所述电源A给所述LED指示灯供电。
在本实用新型的另一较佳实施方式中，所述开关量输入模块还包括通道接地检测电路，用于对所述开关量输入电路的接地情况进行警示，所述电源A给所述通道接地检测电路供电。
在本实用新型的较佳实施方式中，所述CPLD为ATTICE公司MachXO2系列中的LCMXO2-1200芯片。
在本实用新型的另一较佳实施方式中，所述电源B为隔离型的开关电源模块，所述电源模块是由变压器T1、LM5022电路构成的反激式开关电源，所述变压器T1有1路初级绕组和3路次级绕组；可将直流24V通过变压器转化为48V/24V，12V；其中所述48V或者24V的电源输出可以通过短路跳线设定。
技术效果
本实用新型公开了一DCS系统32路开关量输入模件，可以代替2块16通道的开关量输入模块，减少模块数量，从而减小控制柜的使用空间，降低了系统成本。
此外还可以通过短路跳线，将模块的查询电压设定为24V或48V；实现了在一种模件上，简单的切换两种查询电压的输出，方便了现场的使用。
以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本实用新型的一个较佳实施例的DCS系统32通道开关量输入模块的原理框图。
图2是本实用新型的一个较佳实施例的电源模块B的原理示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种DCS系统32通道开关量输入模块，用于实现开关量输入检测，使用双路冗余24V电源供电。每个32通道开关量输入模块最多可输入32通道开关量信号，其输入类型为无源干接点，每通道开关量信号的查询电压可通过短路跳线设定为DC48V或者DC24V，有接大地监测的功能。所述32通道开关量输入模块包括32路开关量输入电路、光耦隔离电路、CPLD(Complex programmable logic devices，复杂可编程逻辑器件)、485通讯接口、电源模块A和电源模块B。
32路开关量输入电路用于输入32通道开关量，每通道开关量信号的查询电压可通过短路跳线设定为DC48V或者DC24V；所述开关量输入电路与所述光耦合电路连接，将接收到32通道开关量通过所述光耦合电路传输到所述CPLD。
本实施例中的CPLD使用LATTICE公司MachXO2系列中的LCMXO2-1200芯片，并使用Verilog语言编程。CPLD通过光耦隔离电路得到32个通道的开关量数据,并通过485通讯接口，完成和上位控制器之间的通讯。
LED指示灯指示32通道开关量输入模块的运行状态和输入通道的信号状态，LED指示灯与CPLD连接。
通道接地检测电路能够对32通道开关量输入模块的开关量输入回路的接地情况进行警示，以避免接地故障，保障系统的正常运行，通道接地检测电路与CPLD连接。
电源模块A，将直流24V转换为5V和3.3V，给LED指示灯、通道接地检测电路、485通讯接口、CPLD和光耦隔离电路等供电。
电源模块B将直流24V通过变压器电路转换为48V或24V输出，12V输出，从而为32路开关量输入电路供电；在NDI-03输入端开路情况下，可测量到48V或者24V的查询电压。
图2为电源模块B的原理简图。
电源模块B为隔离型的开关电源模块，该模块主要是由变压器T1、LM5022电路等构成的反激式开关电源，变压器T1有1路初级绕组和3路次级绕组；可将直流24V通过变压器转化为48V/24V，12V；其中48V或者24V的电源输出可以通过短路跳线设定。
变压器T1共10个引脚，其中，引脚1、2短接，引脚4、5短接，引脚1、2和4、5之间构成变压器的初级绕组；三个次级绕组分别为6-7、8-9和9-10；变压器的引脚1、2和引脚8，引脚6，引脚9为同极性端；变压器T1的初级绕组一侧，输入电压为DC24V，经过变压器T1的初级绕组、MOS管Q1(型号SUD35N10)，电阻R2，到GND1；以LM5022芯片为核心的LM5022电路控制MOS管Q1的通断。
D1，D2，R1为浪涌抑制电路，防止变压器T1的4,5引脚处的尖峰电压脉冲烧坏MOS管Q1；其中D1为24V的TVS管；D2为肖特基二极管；R1为起电流调节作用的电阻。电阻R2两端电压通过电阻R3反馈给LM5022电路，起到电路保护的作用。
变压器T1的次级绕组一侧，引脚6-7对应绕组经过整流电流、滤波电路和负载电阻输出DC12V电压。而DC12V电压经过输出电压反馈电路，反馈到LM5022电路，根据12V输出端负载的变化情况，调整MOS管Q1的导通时间，起到稳压12V输出的作用。通过短路跳线RS1、RS2可以选择电源模块B查询电压的输出，
当连接短路跳线RS1时，引脚8-10对应绕组经过短路跳线RS1，整流电路、滤波电路、负载电路输出DC48V，使模件的输入通道查询电压为DC48V；当连接短路跳线RS2时，引脚8-9对应绕组经过短路跳线RS2，整流电路、滤波电路、负载电路输出DC24V,使模件的输入通道查询电压为DC48V。
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种DCS系统32通道开关量输入模块，用于实现开关量输入检测，其特征在于，包括32路开关量输入电路、光耦隔离电路、CPLD、485通讯接口、电源模块A和电源模块B，其中，
所述32路开关量输入电路用于输入32通道开关量，每通道开关量信号的查询电压可通过短路跳线设定为DC48V或者DC24V；所述开关量输入电路与所述光耦合电路连接，将接收到32通道开关量通过所述光耦合电路传输到所述CPLD；
所述CPLD通过所述光耦隔离电路得到32个通道的开关量数据,并通过所述485通讯接口，完成和上位控制器之间的通讯；
所述电源模块A将直流24V转换为5V和3.3V，用于给所述485通讯接口、CPLD和光耦隔离电路供电；
所述电源模块B将直流24V通过变压器电路转换为48V或24V输出，12V输出，为所述32路开关量输入电路供电。
2.如权利要求1所述的DCS系统32通道开关量输入模块，其特征在于，所述开关量输入模块还包括LED指示灯，用于指示所述开关量输入模块的运行状态和所述开关量输入电路中通道的开关信号状态，所述电源A给所述LED指示灯供电。
3.如权利要求1所述的DCS系统32通道开关量输入模块，其特征在于，所述开关量输入模块还包括通道接地检测电路，用于对所述开关量输入电路的接地情况进行警示，所述电源A给所述通道接地检测电路供电。
4.如权利要求1所述的DCS系统32通道开关量输入模块，其特征在于，所述CPLD为ATTICE公司MachXO2系列中的LCMXO2-1200芯片。
5.如权利要求1所述的DCS系统32通道开关量输入模块，其特征在于，所述电源B为隔离型的开关电源模块，所述电源模块是由变压器T1、LM5022电路构成的反激式开关电源，所述变压器T1有1路初级绕组和3路次级绕组；可将直流24V通过变压器转化为48V/24V，12V；其中所述48V或者24V的电源输出可以通过短路跳线设定。
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| CN201720123761.5U CN206594514U (zh) | 2017-02-10 | 2017-02-10 | 一种dcs系统32通道开关量输入模块 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108490909A (zh) * | 2018-02-28 | 2018-09-04 | 北京航天发射技术研究所 | 一种特种车车控系统硬件通路的在线自动检测方法 |
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