CN212231824U - 一种可信号分配pcb安装的工业模拟量输出模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可信号分配PCB安装的工业模拟量输出模块，涉及模拟量信号控制设备的技术领域，包括模拟量输出控制系统和模块本体，模块本体包括壳体，壳体形成有安装槽，模拟量输出控制系统包括主板，主板安装于安装槽内，且主板上设有微控制器、隔离电路、数模转换器、电压放大电路、电压电流转换电路、切换电路、保护电路、连接器信号输出器。相对于传统IO模块，取消了模块本体直接接线的端口，采用集成式的模拟量输出控制系统，将供电、通信、信号端口连接至PCB板，从而在PCB板上进行信号与端口的分配，减少布线设计数量的同时有效缩短布线时间、提高接线效率以及避免人为接线的错误率。

Description

一种可信号分配PCB安装的工业模拟量输出模块

技术领域

本实用新型涉及模拟量信号控制设备的技术领域，更具体地说，它涉及一种可信号分配PCB安装的工业模拟量输出模块。

背景技术

在工业控制系统中，需要依赖大量的I/O接口使系统能够控制比例阀、变频器、电机驱动器等外围设备。一般把需要连续信号变化状态的设备称为模拟量信号控制设备。在传统的控制系统中，IO点都为单点单线连接，而真正控制电路工作需要完整的电回路。所以，在传统控制系统中，需要将各个IO点信号先引出至接线排上，然后在接线排上，根据不同的外设需要的回路，进行电路的分配。

然而，上述信号线分配工作的方式，会随着IO点数规模的增加而增加，同时伴随的接线错误率，故障诊断耗时也会大大增加。并且，接线的正确率及错误率与接线者的能力、经验有着极大的关系。因此，存在待改进之处。

实用新型内容

针对实际运用中这一问题，本实用新型目的在于提出一种可信号分配PCB安装的工业模拟量输出模块，具体方案如下：

一种可信号分配PCB安装的工业模拟量输出模块，包括模拟量输出控制系统和模块本体，所述模块本体包括壳体，所述壳体形成有安装槽，所述模拟量输出控制系统包括主板，所述主板安装于所述安装槽内，且所述主板上设有微控制器、隔离电路、数模转换器、电压放大电路、电压电流转换电路、切换电路、保护电路、连接器信号输出器，所述微控制器的输出端与所述隔离电路的输入端连接，所述隔离电路的输出端与所述数模转换器的输入端连接，所述数模转换器的输出端与所述电压放大电路以及所述电压电流转换电路的输入端连接，所述电压放大电路以及所述电压电流转换电路的输出端与所述切换电路的输入端连接，所述切换电路的输出端与所述保护电路的输入端连接，所述保护电路的输出端与所述连接器信号输出器的输入端连接。

进一步优选地，所述壳体上设有防错编码装置、模拟量输出通道指示灯、工作状态指示灯，所述模拟量输出通道指示灯、所述工作状态指示灯连接在所述壳体开设所述安装槽相对的外侧壁上，所述防错编码装置与所述安装槽同侧设置。

进一步优选地，所述壳体相对两侧壁上开设有呈对流设置的散热孔，且所述散热孔与所述安装槽连通设置。

进一步优选地，所述壳体上设有卡扣，所述卡扣与所述安装槽同侧设置且位于所述安装槽两端。

进一步优选地，所述卡扣包括两根卡接杆，两根所述卡接杆相对称且呈间隙设置，所述卡接杆包括一体连接的连接段以及导向段，所述连接段背离所述导向段的一端与所述壳体连接，两个所述导向段相互背离的侧面呈弧面设置。

进一步优选地，所述保护电路包括静电保护电路以及过压过流保护电路。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

主板与PCB板对准将模块本体安装于PCB板上，且将防错编码装置、卡扣与PCB板上预留的孔洞对准进行安装。除主板提供的插拔力外，防错编码装置、卡扣与PCB板的卡接提供额外的锁紧力，确保模块本体能够牢固安装在PCB板上，从而提高二者的连接强度，减小模块本体与PCB板因运输过程中产生振动而松动的可能性。相对于传统IO模块，取消了模块本体直接接线的端口，采用集成式的模拟量输出控制系统，将供电、通信、信号端口连接至PCB板，从而在PCB板上进行信号与端口的分配，减少布线设计数量的同时有效缩短布线时间、提高接线效率以及避免人为接线的错误率。

附图说明

图1为模块本体靠近安装槽一侧的示意图；

图2为模块本体靠近工作状态指示灯一侧的示意图；

图3为展示卡扣的结构示意图；

图4为模拟量输出控制系统的电路原理图。

附图标记：1、壳体；2、安装槽；3、主板；4、连接器信号输出器；5、保护电路；6、切换电路；7、电压放大电路；8、数模转换器；9、隔离电路；10、微控制器；11、防错编码装置；12、模拟量输出通道指示灯；13、工作状态指示灯；14、散热孔；15、卡扣；16、卡接杆；161、连接段；162、导向段；17、电压电流转换电路。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。

结合图1和图2所示，一种可信号分配PCB安装的工业模拟量输出模块，包括模拟量输出控制系统和模块本体，模块本体包括呈长方体的壳体1，壳体1内部形成有安装槽2，且安装槽2贯穿壳体1以使壳体1侧面形成开口。模拟量输出控制系统包括主板3，主板3通过壳体1的开口侧安装于安装槽2内。其中，壳体1上设有模拟量输出通道指示灯12、工作状态指示灯13、防错编码装置11、卡扣15、散热孔14。

防错编码装置11与卡扣15连接在壳体1开设安装槽2的同一侧壁上，模块本体与PCB板连接时，主板3、防错编码装置11以及卡扣15与PCB板同时连接，以加强模块本体与PCB板的连接锁紧力。其中，防错编码装置11与壳体1可拆卸固定连接，防错编码装置11相对壳体1形成定位凸柱以便于与PCB板连接。本实施例防错编码装置11采用8位2进制物理编码，以确保PCB板与模块本体连接准确性。

结合图3所示，位于安装槽2开口处沿长度方向两端分别设有卡扣15，卡扣15包括两个对称设置的卡接杆16，两个卡接杆16间隔设置以形成间隙，卡接杆16包括一体连接的连接段161以及导向段162，连接段161呈规则的长条状，连接段161与壳体1固定连接，导向段162呈四分之一的圆柱状，且两个导向段162相互背离的侧面呈弧面设置，使得导向段162的外侧壁形成导向弧面。卡扣15插入PCB板的孔洞时，导向弧面引导卡接杆16进入空洞中，且当PCB板的孔洞尺寸有较小误差时，两个卡接杆16之间的间隙便于卡扣15靠拢，产生弹力，当卡扣15完全与PCB板卡接时，卡接杆16产生的弹力对PCB板施加抵紧力，从而提高卡扣15与PCB板连接稳定性。

如图2所示，为便于使用者直观看到模块本体以及不同路模拟量信号输出的工作情况，工作状态指示灯13、模拟量输出通道指示灯12处于壳体1开设有安装槽2的相对侧壁上，模块本体与PCB板连接后，工作状态指示灯13、模拟量输出通道指示灯12朝上设置。本实施例中，共设有4路模拟量信号输出状态，对应设有四个模拟量输出通道指示灯12，以实现对4路模拟量信号输出状态进行指示。工作状态指示灯13设置于模拟量输出通道指示灯12的上方，实现对通信连接、模块工作状态进行指示。

在壳体1的两相对侧壁上开设有对流设置的散热孔14，散热孔14与安装槽2连通设置，且开设有散热孔14的侧壁与开设有安装槽2的侧壁相邻设置，使得模块本体从一侧进入冷空气，另一侧排出热空气，从而确保模块本体内部电路元件在合适温度工作。

如图4所示，主板3上设有微控制器10、隔离电路9、数模转换器8、电压放大电路7、电压电流转换电路17、切换电路6、保护电路5、连接器信号输出器4，微控制器10的输出端与隔离电路9的输入端连接，隔离电路9的输出端与数模转换器8的输入端连接，数模转换器8的输出端与电压放大电路7以及电压电流转换电路17的输入端连接，电压放大电路7以及电压电流转换电路17的输出端与切换电路6的输入端连接，切换电路6的输出端与保护电路5的输入端连接，保护电路5的输出端与连接器信号输出器4的输入端连接。优选地，保护电路5包括串联连接的静电保护电路以及过压过流保护电路，切换电路6用于电流或电压的切换。

模块本体将得到的工业总线通信信息经过工业总线电路将通信协议数据转换为对应的模拟量输出信号，通过模拟量输出控制系统对将信号由连接器信号输出器的引脚进行信号输出。模拟量输出信号可实现±5V，0-5V，±10V，0-10V，0-20mA，4-20mA，12bit或16bit分辨率模拟信号输出，具备短路、过压、过热保护功能。

相对于传统IO模块，取消了模块本体直接接线的端口，采用集成式的模拟量输出控制系统，将供电、通信、信号端口连接至PCB板，从而在PCB板上进行信号与端口的分配，减少布线设计数量的同时有效缩短布线时间、提高接线效率以及避免人为接线的错误率。

本实施例所提到的PCB板为现有技术设备，PCB板预留有与模块本体连接的孔也为现有技术，故对PCB板不加以赘述。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种可信号分配PCB安装的工业模拟量输出模块，其特征在于，包括模拟量输出控制系统和模块本体，所述模块本体包括壳体(1)，所述壳体(1)形成有安装槽(2)，所述模拟量输出控制系统包括主板(3)，所述主板(3)安装于所述安装槽(2)内，且所述主板(3)上设有微控制器(10)、隔离电路(9)、数模转换器(8)、电压放大电路(7)、电压电流转换电路(17)、切换电路(6)、保护电路(5)、连接器信号输出器(4)，所述微控制器(10)的输出端与所述隔离电路(9)的输入端连接，所述隔离电路(9)的输出端与所述数模转换器(8)的输入端连接，所述数模转换器(8)的输出端与所述电压放大电路(7)以及所述电压电流转换电路(17)的输入端连接，所述电压放大电路(7)以及所述电压电流转换电路(17)的输出端与所述切换电路(6)的输入端连接，所述切换电路(6)的输出端与所述保护电路(5)的输入端连接，所述保护电路(5)的输出端与所述连接器信号输出器(4)的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的可信号分配PCB安装的工业模拟量输出模块，其特征在于，所述壳体(1)上设有防错编码装置(11)、模拟量输出通道指示灯(12)、工作状态指示灯(13)，所述模拟量输出通道指示灯(12)、所述工作状态指示灯(13)连接在所述壳体(1)开设所述安装槽(2)相对的外侧壁上，所述防错编码装置(11)与所述安装槽(2)同侧设置。

3.根据权利要求1所述的可信号分配PCB安装的工业模拟量输出模块，其特征在于，所述壳体(1)相对两侧壁上开设有呈对流设置的散热孔(14)，且所述散热孔(14)与所述安装槽(2)连通设置。

4.根据权利要求1所述的可信号分配PCB安装的工业模拟量输出模块，其特征在于，所述壳体(1)上设有卡扣(15)，所述卡扣(15)与所述安装槽(2)同侧设置且位于所述安装槽(2)两端。

5.根据权利要求4所述的可信号分配PCB安装的工业模拟量输出模块，其特征在于，所述卡扣(15)包括两根卡接杆(16)，两根所述卡接杆(16)相对称且呈间隙设置，所述卡接杆(16)包括一体连接的连接段(161)以及导向段(162)，所述连接段(161)背离所述导向段(162)的一端与所述壳体(1)连接，两个所述导向段(162)相互背离的侧面呈弧面设置。

6.根据权利要求1所述的可信号分配PCB安装的工业模拟量输出模块，其特征在于，所述保护电路(5)包括静电保护电路以及过压过流保护电路。

Images