CN209911824U - 一种数字量输入输出模块的校验系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种数字量输入输出模块的校验系统，包括控制模块、通信模块和至少两个校验模块；所述控制模块与所述通信模块相连，所述校验模块的一端与所述通信模块相连，另一端与所校验的数字量输入输出模块相连，所述数字量输入输出模块与所述通信模块相连；所述控制模块用于基于所述校验模块对数字输入模块和数字输出模块进行校验。本实用新型的数字量输入输出模块的校验系统提高了校验的准确性，简化了系统设计，减少了设备成本和人工成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种校验系统，特别是涉及一种数字量输入输出模块的校验系统。
背景技术
分布式控制系统(Distributed Control System，DCS)又称为集散控制系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。DCS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、通信、显示和控制等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。
在DCS控制系统中，通常需要对数字量输入输出模块进行校验。数字量输入输出模块用于实现数字量的输入和输出。对数字量输入输出模块的校验就是验证数字量输入和输出的准确性。然而，现有技术中的数字量输入输出模块的校验系统采用器件较多，电路较为复杂，故障后维修需要多种仪器，很不方便，导致用户体验较差。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种数字量输入输出模块的校验系统，提高了校验的准确性，简化了系统设计，减少了设备成本和人工成本。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种数字量输入输出模块的校验系统，包括控制模块、通信模块和至少两个校验模块；所述控制模块与所述通信模块相连，所述校验模块的一端与所述通信模块相连，另一端与所校验的数字量输入输出模块相连，所述数字量输入输出模块与所述通信模块相连；当校验一数字量输入模块时，所述控制模块用于发送通道信息输入指令至所述数字量输入模块对应的校验模块，并根据所述数字量输入模块反馈来的通道信息校验所述数字量输入模块；所述校验模块用于基于所述通道信息输入指令输出通道信息至所述数字量输入模块；所述数字量输入模块用于读取所述通道信息并发送至所述控制模块；当校验一数字量输出模块时，所述控制模块用于发送通道信息输出指令至所述数字量输出模块，并根据所述数字量输出模块对应的校验模块反馈来的通道信息校验所述数字量输出模块；所述数字量输出模块用于基于所述通道信息输出指令输出通道信息至所述校验模块；所述校验模块用于读取所述通道信息并发送至所述控制模块。
于本实用新型一实施例中，所述控制模块采用上位机。
于本实用新型一实施例中，所述校验模块采用32通道，所述数字量输入输出模块采用16通道。
于本实用新型一实施例中，所述校验模块包括数字量输入校验模块和数字量输出校验模块，分别用于校验数字量输入模块和数字量输出模块。
于本实用新型一实施例中，所述数字量输入校验模块包括单片机和光电耦合器，所述光电耦合器包括发光二极管和光电晶体管，所述单片机与所述发光二极管相连，所述光电晶体管与所述数字量输入模块相连。
于本实用新型一实施例中，所述数字量输出校验模块包括单片机和光电耦合器，所述光电耦合器包括发光二极管和光电晶体管，所述单片机与所述光电晶体管相连，所述发光二极管与所述数字量输出模块相连。
于本实用新型一实施例中，所述校验模块还包括磁隔离电路、RS458通信电路和电源电路。
于本实用新型一实施例中，所述校验模块和所述通信模块基于RS485协议进行通信。
于本实用新型一实施例中，所述数字输入输出模块与所述通信模块基于RS485进行通信。
于本实用新型一实施例中，所述控制模块还用于对校验结果进行统计，并输出统计结果。
如上所述，本实用新型所述的数字量输入输出模块的校验系统，具有以下有益效果：
(1)使用光电耦合器检测数字量输入输出模块的通道状态，既实现检测功能，又有隔离功能，以对后续电路起到保护作用；
(2)简化了数字量输入输出模块的通道信号采集电路，提高了校验的可靠性；
(3)提高了数字量输入输出模块的出厂合格率和生产效率，减少了校验所需的设备成本和人工成本；
(4)为数字量输入输出模块的数字化生产和持续性改进提供数据支撑。
附图说明
图1显示为本实用新型的数字量输入输出模块的校验系统于一实施例中的结构示意图；
图2显示为本实用新型的数字量输入校验模块于一实施例中的结构示意图；
图3显示为本实用新型的数字量输入校验模块的输出电路于一实施例中的结构示意图；
图4显示为本实用新型的数字量输出校验模块于一实施例中的结构示意图；
图5显示为本实用新型的数字量输出校验模块的输出电路于一实施例中的结构示意图。
元件标号说明
1 控制模块
2 通信模块
3 校验模块
4 数字量输入输出模块
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本实用新型的数字量输入输出模块的校验系统提高了校验的准确性简化了数字量输入输出模块的通道信号采集电路，减少了数字量输入输出模块校验的设备成本和人工成本，并极大地提高了校验的准确性。
如图1所示，于一实施例中，本实用新型的数字量输入输出模块的校验系统包括控制模块1、通信模块2和至少两个校验模块3。所述控制模块1与所述通信模块2相连，所述校验模块3的一端与所述通信模块2相连，另一端与所校验的数字量输入输出模块4相连，所述数字量输入输出模块4与所述通信模块2相连。因此，多个校验模块3并联在一起，能够同时对对个数字输入输出模块进行校验。优选地，在本实用新型中，所述校验模块采用32通道，所述数字量输入输出模块采用16通道。因此，一个校验模块能够同时校验两个数字量输入输出模块。
于本实用新型一实施例中，所述校验模块3和所述通信模块2基于RS485协议进行通信。具体地，所述校验模块3和所述通信模块2之间的通信波特率为115.2kbps。
于本实用新型一实施例中，所述数字输入输出模块4与所述通信模块2基于RS485进行通信。具体地，所述数字输入输出模块4与所述通信模块2之间的通信波特率为691.2kbps。
所述数字量输入输出模块4包括数字输入模块和数字输出模块。需要说明的是，所述数字输入模块和所述数字输出模块可以是各自独立的模块，也可以是能够同时实现输入输出功能的同一模块。
当校验一数字量输入模块时，所述控制模块1用于发送通道信息输入指令至所述数字量输入模块对应的校验模块3，并根据所述数字量输入模4反馈来的通道信息校验所述数字量输入模块；所述校验模块3用于基于所述通道信息输入指令输出通道信息至所述数字量输入模块；所述数字量输入模块用于读取所述通道信息并发送至所述控制模块1。具体地，在进行数字量输入模块的输入功能校验时，所述控制模块1首先发送通道信息输入指令至所述数字量输入模块对应的校验模块3，所述校验模块3根据所述通信信息输入指令在对应的通信输出对应的信息，即输出所述通道信息，所述数字量输入模块读取所述通道信息并反馈至所述控制模块1，所述控制模块1根据反馈回来的通道信息和所述通道信息输入指令校验所述数字输入模块是否合格。
当校验一数字量输出模块时，所述控制模块1用于发送通道信息输出指令至所述数字量输出模块，并根据所述数字量输出模块对应的校验模块3反馈来的通道信息校验所述数字量输出模块；所述数字量输出模块用于基于所述通道信息输出指令输出通道信息至所述校验模块3；所述校验模块3用于读取所述通道信息并发送至所述控制模块1。具体地，在进行数字量输出模块的输入功能校验时，所述控制模块1首先发送通道信息输入指令至所述数字量输出模块，所述数字量输出模块根据所述通信信息输出指令在对应的通信输出对应的信息，即输出所述通道信息至所述校验模块3，所述校验模块3读取所述通道信息并反馈至所述控制模块1，所述控制模块1根据反馈回来的通道信息和所述通道信息输出指令校验所述数字输出模块是否合格。
于本实用新型一实施例中，所述控制模块1采用上位机或电脑。优选地，所述控制模块1还用于对校验结果进行统计，并输出统计结果，从而便于批量化地进行数字量输入输出模块的校验。
具体地，于本实用新型一实施例中，所述校验模块包括数字量输入校验模块和数字量输出校验模块，分别用于校验数字量输入模块和数字量输出模块。
优选地，所述数字量输入模块的技术指标如下：
(1)通道数：16点
(2)输入电平：无源触点ON：触点接通；无源触点OFF：触点断开
(3)功耗：≤1W(系统电源)；≤1W(现场电源)
(4)通道扫描时间：1ms
(5)隔离电压：500V a.c.
(6)输入阻抗：3KΩ
优选地，所述数字量输出模块的技术指标如下：
(1)通道数：16点
(2)输出信号类型：共负端达林顿管晶体管输出
(3)负载启动电压：继电器线圈启动电压≤19.2V
(4)负载电流：单通道50mA，24V.d.c
(5)负载阻抗：700Ω～3200Ω
(6)关闭状态漏电流：MAX 2mA，单通道
如图2所示，于一实施例中，所述数字量输入校验模块包括单片机和光电耦合器，所述光电耦合器包括发光二极管和光电晶体管，所述单片机与所述发光二极管相连，所述光电晶体管与所述数字量输入模块相连。如图3所示，所述数字量输入校验模块的DOUT1端连接单片机提供光耦驱动电压，通道输出A1和B1端子分别连接数字量输入模块的正负端子。当单片机控制DOUT1为低电平时，不足以驱动光电耦合器左边的发光二极管，导致右边的光电晶体管处于断开状态，数字量输入模块读取A1和B1端子呈开路状态。当单片机控制DOUT1为高电平时，驱动发光二极管，使得光电晶体管闭合，数字量输入模块读取A1和B1端子呈闭合状态。
优选地，所述数字量输入校验模块采用光电耦合器HCPL-181输出触点信号，同时起到了隔离校验模块和数字量输入模块的功能，对电路起到保护作用。光电耦合器HCPL-181为内含光敏晶体管和发光二极管的光电耦合器产品，采用高度2.0mm的4-pin小型平面SMD封装，比传统DIP封装小30％；输入输出隔离电压为3750Vrms，输入电流5mA时响应时间大约在4μs，最低CTR为50％。
如图4所示，于一实施例中，所述数字量输出校验模块包括单片机和光电耦合器，所述光电耦合器包括发光二极管和光电晶体管，所述单片机与所述光电晶体管相连，所述发光二极管与所述数字量输出模块相连。如图5所示，所述数字量输出校验模块的通道输出A1和B1端子分别连接数字量输入模块的正负端子，DIN1连接单片机反馈当时的通道状态。当数字量输出模块关闭通道时，通道上最大只有2mA的电流不足以驱动光电耦合器右边的发光二极管，导致左边的光电晶体管处于断开状态，连接单片机的DIN1信号处于高电平。当数字量输出模块打开通道时，24VDC电压提供4.5mA左右的电流驱动发光二极管，使得光电晶体管闭合，连接单片机的DIN1信号变成低电平。
于本实用新型一实施例中，如图2和图4所示，所述校验模块还包括RS-485高速通信电路、磁隔离电路、显示灯状态、总线驱动芯片等，主要实现数据通信，数字量输出接口扩展、信号状态显示、地址读取等功能。
综上所述，本实用新型的数字量输入输出模块的校验系统使用光电耦合器检测数字量输入输出模块的通道状态，既实现检测功能，又有隔离功能，以对后续电路起到保护作用；简化了数字量输入输出模块的通道信号采集电路，提高了校验的可靠性；提高了数字量输入输出模块的出厂合格率和生产效率，减少了校验所需的设备成本和人工成本；为数字量输入输出模块的数字化生产和持续性改进提供数据支撑。因此，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种数字量输入输出模块的校验系统，其特征在于：包括控制模块、通信模块和至少两个校验模块；所述控制模块与所述通信模块相连，所述校验模块的一端与所述通信模块相连，另一端与所校验的数字量输入输出模块相连，所述数字量输入输出模块与所述通信模块相连。
2.根据权利要求1所述的数字量输入输出模块的校验系统，其特征在于：所述控制模块采用上位机。
3.根据权利要求1所述的数字量输入输出模块的校验系统，其特征在于：所述校验模块采用32通道，所述数字量输入输出模块采用16通道。
4.根据权利要求1所述的数字量输入输出模块的校验系统，其特征在于：所述校验模块包括数字量输入校验模块和数字量输出校验模块，分别用于校验数字量输入模块和数字量输出模块。
5.根据权利要求4所述的数字量输入输出模块的校验系统，其特征在于：所述数字量输入校验模块包括单片机和光电耦合器，所述光电耦合器包括发光二极管和光电晶体管，所述单片机与所述发光二极管相连，所述光电晶体管与所述数字量输入模块相连。
6.根据权利要求4所述的数字量输入输出模块的校验系统，其特征在于：所述数字量输出校验模块包括单片机和光电耦合器，所述光电耦合器包括发光二极管和光电晶体管，所述单片机与所述光电晶体管相连，所述发光二极管与所述数字量输出模块相连。
7.根据权利要求4所述的数字量输入输出模块的校验系统，其特征在于：所述校验模块还包括磁隔离电路、RS458通信电路和电源电路。
8.根据权利要求1所述的数字量输入输出模块的校验系统，其特征在于：所述校验模块和所述通信模块基于RS485协议进行通信。
9.根据权利要求1所述的数字量输入输出模块的校验系统，其特征在于：所述数字输入输出模块与所述通信模块基于RS485进行通信。
10.根据权利要求1所述的数字量输入输出模块的校验系统，其特征在于：所述控制模块还用于对校验结果进行统计，并输出统计结果。
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