CN210986077U - 隔离型输入输出模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种隔离型输入输出模块，连接现场设备和控制系统。隔离型输入输出模块由多个并联的信号支路组成，每条信号支路由独立的电源和独立的信号通道组成。本实用新型将隔离模块和输入输出模块结合到一起，实现隔离、采集双重功能。如此提高了接线效率、节省人工，节省了接线电缆，提高调试效率。
Description
技术领域
本实用新型属于电气自动化控制领域，尤其涉及一种起到信号隔离作用的隔离型输入输出模块。
背景技术
传统的电气自动化系统一般是现场信号先经过信号隔离模块实现电气隔离，再进入输入模块，这是输入模块部分。或者由输出模块先是经过信号隔离模块实现电气隔离，再传输到现场，这是输出部分。
上述两种方式的缺陷是：信号需要先经过隔离模块，再进入输入、输出模块。这样增加了费用、增加了接线任务，占用控制柜大量空间，增加工人劳动强度，增加调试时间。
实用新型内容
基于现有技术中存在的上述不足，本实用新型的目的是，提供一种自带隔离功能的输入、输出模块，以便直接将现场设备的信号接入到输入或输出模块。
本实用新型所公开的一种隔离型输入输出模块，连接现场设备，其中，所述隔离型输入输出模块内部设置有隔离模块，所述隔离模块由多个并联的信号支路组成，每条信号支路由独立的支路电源及独立的信号通道组成。
进一步地，输入电源通过隔离变压器为每条信号支路提供隔离的支路电源，各支路电源相互隔离。
进一步地，所述信号通道通过光耦或者电磁线圈实现电气隔离，实现信号隔离。
进一步地，完全隔离的所述信号进入CPU，实现信号的采集处理，实现信号采集。
进一步地，CPU将采集的信号以通信的形式实现输出。
进一步地，所述信号支路并联的为2路、3路、4路或更多。
进一步地，所述隔离模块输出端连接PLC模块或DCS模块或者SCADA模块。
进一步地，所述现场仪表包括温度传感器、流量传感器、压力传感器、气体传感器、速度传感器、位置传感器、电压电流传感器。
与现有技术相比，本实用新型所提供的一种隔离型输入输出模块，属于一种自带隔离功能的输入输出模块，电源之间相互独立，信号通道之间相互独立，无需经过单独设置的隔离模块，既实现电气隔离又实现信号传输，可以直接将现场设备的信号接入到本实用新型的隔离型输入输出模块中，然后该模块再将数据传输给外部的控制系统。这样提高了接线效率、节省人工，节省了接线电缆，提高调试效率。
附图说明
图1是本实用新型实施例所述的隔离型输入输出模块的结构示意图。
图2是本实用新型实施例所述的隔离变压器的原理图。
图3是本实用新型实施例所述的隔离型输入输出模块的电路示意图。
具体实施方式
以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定部件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个部件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分部件的方式，而是以部件在功能上的差异来作为区分的准则。说明书后续描述为实施本实用新型的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本新型的一般原则为目的，并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
参照图1至图3所示，本实用新型实施例所公开的一种隔离型输入输出模块，连接现场设备，现场设备包括温度传感器、流量传感器、压力传感器、气体传感器、速度传感器、位置传感器、电压电流传感器等多个具有信号或数据采集功能的部件或系统。
其中，该隔离型输入输出模块内部设置有隔离电路模块，隔离电路模块是直接设置于输入输出模块内部，不再单独通过外接线和单独设立的隔离模块，将隔离模块和输入输出模块结合到一起，实现隔离、采集双重功能。本实用新型实施例中的隔离模块由多个并联的信号支路组成，该信号支路可以是2路、3路、4路或更多，每条信号支路由独立的支路电源及独立的信号通道组成，信号通道通过光耦或者电磁线圈实现电气隔离，每条信号通道由该支路上的电源提供稳定的电源电压。这样，保证了每个电源之间是电气隔离、相对独立的电源模块。隔离的电源再给信号回路供电，每个通道的信号通过电磁或者光耦实现电气隔离，每条信号通道用一个相对独立的电源，这样就保证每个模块都是相对独立的，实现了电源、信号之间的完全隔离。模块上的数据最终汇集到通信模块，通信模块实现与外部设备的通信。
总路的输入电源通过隔离变压器变换出隔离的电源，为每条信号支路提供支路电源。具体来说，隔离变压器是通过一个初级线圈和不同绕线组的次级线圈实现电源分配，输入绕组与输出绕组在电气上彼此隔离，隔离变压器的输出端跟输入端是完全“断路”隔离的，这样就有效的对变压器的输入端(外部供给的电源)起到了一个良好的隔离、过滤作用，从而给用电设备提供了纯净的电源。
电源变压器的设计可以是自由灵活的，可以设计成一个输入一个输出、一个输入n个输出。本方案示例仅以一入一出为例。但本领域技术人员应当理解的是，设计的变压器输入输出比例可以不一样。在一个模块内可以用一个变压器、两个变压器、三个变压器甚至更多。这样只是数量上的变化，其根本意义仍然是电源的隔离。
如图3所示，隔离电源模块P10经过变压转换成P21或P22两种电源，给信号通道1供电，信号通道1经过电磁线圈S10和S11的隔离，信号进入到CPU，同理，另一路信号通道2的电源由P10经过变压转换成P31或P32给信号通道2供电。
隔离模块输出端连接PLC模块或DCS模块或者SCADA模块。PLC为可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System)，又可称之为集散控制系统，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，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。SCADA(Supervisory Control AndData Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。SCADA系统是以计算机为基础的DCS与电力自动化监控系统；它应用领域很广，可以应用于电力、冶金、石油、化工、燃气、铁路等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。
本实用新型可以直接将现场设备的信号直接接入输入输出模块，输入输出模块通过通信方式将数据传输给DCS、PLC、SCADA等控制系统。由于省掉了中间的单独设定的隔离模块，提高了接线效率、节省人工，节省了接线电缆，提高调试效率。
本实用新型中的隔离型输入输出模块可以应用于如下三种类型：
1、隔离型
隔离型也就是最普通的应用，只是存在电气意义上的隔离。
2、配电型
在隔离型的基础上增加了为现场设备等供电的功能。
3、安全型
一些特殊的工业现场不但需要两线制传输，既要提供配电电源又有信号隔离功能，同时还需要具有安全火花防爆的性能，可靠地遏制电源功率、防止电源、信号及地之间的点火，限流、降压双重限制信号及电源回路，把进入危险场所的能量限制在安全定额范围内。
值得注意的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非因此限定本实用新型的专利保护范围，本实用新型还可对上述各种零部件的构造进行材料和结构的改进，或者是采用技术等同物进行替换。故凡运用本实用新型的说明书及图示内容所作的等效结构变化，或直接或间接运用于其他相关技术领域均同理皆包含于本实用新型所涵盖的范围内。
Claims (7)
1.一种隔离型输入输出模块，连接现场设备和控制系统，其特征在于，所述隔离型输入输出模块内部设置有隔离信号模块，所述隔离信号模块由多个并联的信号支路组成，每条信号支路由独立的支路电源及独立的信号通道组成。
2.如权利要求1所述的隔离型输入输出模块，其特征在于，输入电源通过隔离变压器为每条信号支路提供相互隔离的支路电源。
3.如权利要求1所述的隔离型输入输出模块，信号隔离前和隔离后都是不同的电源，两个电源之间也是隔离的。
4.如权利要求2所述的隔离型输入输出模块，其特征在于，所述信号通过光耦或者电磁线圈实现电气隔离。
5.如权利要求1所述的隔离型输入输出模块，其特征在于，所述信号支路并联的通道数量为2路、3路、4路或更多。
6.如权利要求1所述的隔离型输入输出模块，其特征在于，所述隔离信号模块的输出端连接PLC模块或DCS模块或者SCADA模块。
7.如权利要求1所述的隔离型输入输出模块，其特征在于，所述现场设备包括温度传感器、流量传感器、压力传感器、气体传感器、速度传感器、位置传感器、电压电流传感器。
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