CN220340565U - 一种开关量输出电路及dcs系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种开关量输出电路及DCS系统，包括：微处理器；多个隔离驱动电路，每个隔离驱动电路包括串联的隔离电路和驱动电路，所述隔离电路与所述微处理器相连；与所述隔离驱动电路一一对应的开关量输出端口，所述开关量输出端口与对应的驱动电路相连。本实用新型的开关量输出电路及DCS系统具有较大的输出驱动，满足实际应用场景的需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子电路的技术领域，特别是涉及一种开关量输出电路及DCS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,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控制系统，综合了计算机，通信，显示和控制等技术，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。
在工业自动化中，DCS系统是常用的一种控制系统，是实现工业自动化运行的核心部分。如图1所示，现有技术中的DCS系统由操作层、控制层和分布式I/O模块所构成，具备良好的开放性和可扩展性。其中，操作站主要完成系统的组态、操作和监视功能，用于显示控制器数据并向控制器发送控制命令，其上运行的是可视化的图形界面，通过监视器程序运行所需的工程节点来实现。控制器在整个系统中起着一个承上启下的作用，主要用于对控制系统的数据采集和处理控制以及与操作站之间的数据传送和交换，并根据操作站发送的控制指令进行I/O模块的控制输出。控制器是实现系统控制功能的装置，由嵌入式工业控制计算机和控制软件构成。I/O模块为智能化模块，是一种信号转换处理单元，分为模拟量输入/输出模块和数字量输入/输出模块，负责对现场仪表和设备输入或输出信号。
其中，I/O模块中的开关量输出(Digital Output，DO)模块负责现场开关量的输出。在DCS系统中开关量输出模块负责对现场输出24VD电平信号。而现有的开关量输出模块的输出只有10多毫安，无法满足实际应用的需求。
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开关量输出电路及DCS系统，具有较大的输出驱动，满足实际应用场景的需求。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种开关量输出电路，包括：微处理器；多个隔离驱动电路，每个隔离驱动电路包括串联的隔离电路和驱动电路，所述隔离电路与所述微处理器相连；与所述隔离驱动电路一一对应的开关量输出端口，所述开关量输出端口与对应的驱动电路相连。
于本实用新型一实施例中，所述驱动电路采用隔离芯片。
于本实用新型一实施例中，所述驱动电路包括CMOS管。
于本实用新型一实施例中，所述驱动电路还包括可恢复保险丝，所述可恢复保险丝与所述CMOS管相串联。
于本实用新型一实施例中，还包括第一RS485通讯电路和第二RS485通讯电路，所述第一RS485通讯电路和第二RS485通讯电路均与所述微处理器相连。
于本实用新型一实施例中，所述第一RS485通讯电路和第二RS485通讯电路均包括串联的隔离电路和RS485通信接口。
于本实用新型一实施例中，还包括系统电源电路，所述系统电源电路包括系统电源和电压转换模块，所述系统电压经由所述电压转换模块连接至所述微处理器。
于本实用新型一实施例中，还包括现场电源电路，所述现场电源电路包括现场电源、电源保护电路和滤波电路；所述现场电源经由所述电源保护电路和所述滤波电路与所述隔离驱动电路相连。
于本实用新型一实施例中，还包括指示电路，与所述微处理器相连，用于提供状态指示功能。
本实用新型提供一种DCS系统，包括上述的开关量输出电路。
如上所述，本实用新型所述的开关量输出电路及DCS系统，具有以下有益效果：
(1)具有较大的输出驱动，满足实际应用场景的需求；
(2)能够实现通讯冗余设置，保证通讯的可靠性；
(3)通过提供独立的系统电源和现场电源，能够实现控制电路和开关量输出电路之间的电气隔离；
(4)尤其适用于DSC系统。
附图说明
图1显示为现有技术中的DCS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开关量输出电路于一实施例中的结构示意图；
图3显示为本实用新型中多通道开关量输出于一实施例中的结构示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士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及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
本实用新型的开关量输出电路及DCS系统通过设置隔离驱动电路，使得各路开关量输出具有较大的驱动，满足实际应用场景的需求；同时具有冗余备份的RS485通讯电路，保证了RS485通讯的可靠性，从而极具实用性。
如图2和图3所示，于一实施例中，本实用新型的开关量输出电路包括微处理器1、多个隔离驱动电路2和与所述隔离驱动电路2一一对应的开关量输出端口3。
所述微处理器1用于提供各个开关量输出端口3的控制信号。优选地，所述微处理器1采用单片机。另外，所述微处理器通过地址线确定各个开关量输出端口3的具体位置。
每个隔离驱动电路2包括串联的隔离电路21和驱动电路22。所述隔离电路21与所述微处理器1相连，所述驱动电路22与对应的开关量输出端口3相连，从而为所述开关量输出端口3提供所需的驱动。因为所述微处理器1和各个开关量输出端口的通道采用不同的供电系统，所以所述微处理器1的控制信号要通过所述隔离电路21传递至所述开关量输出端口3，从而保证两部分不互相影响。
于本实用新型一实施例中，所述驱动电路21采用隔离芯片；所述驱动电路包括CMOS管，如IRFR9024，其最大电流11A，完全满足500mA电流输出的要求。
优选地，所述驱动电路22还包括可恢复保险丝，所述可恢复保险丝与所述CMOS管相串联，从而保护通道电源。
于本实用新型一实施例中，本实用新型的开关量输出电路还包括第一RS485通讯电路3和第二RS485通讯电路4。所述第一RS485通讯电路3和第二RS485通讯电路4均与所述微处理器1相连，二者互为冗余功能，一路作为主通讯电路，另一路作为备份冗余。当检测到主通讯故障时，自动切换到备份冗余通讯电路继续工作，并上传报警信息，从而实现可靠的RS485通讯。优选地，所述第一RS485通讯电路和第二RS485通讯电路均包括串联的隔离电路和RS485通信接口。
于本实用新型一实施例中，本实用新型的开关量输出电路还包括系统电源电路和现场电路，分别给以微处理器为核心的控制电路和以开关量输出通道为核心的输出电路提供电源，从而实现电气隔离。具体地，所述系统电源电路包括系统电源、电源保护电路和电压转换模块，所述系统电压经由所述电源保护电路和所述电压转换模块连接至所述微处理器。其中，所述电压转换模块包括24V转5V模块和5V转3.3V模块，从而提供所述微处理器所需的电源。所述现场电源电路包括现场电源、电源保护电路和滤波电路；所述现场电源经由所述电源保护电路和所述滤波电路与所述隔离驱动电路相连。优选地，所述电源保护电路采用过压过流保护电路。
于本实用新型一实施例中，本实用新型的开关量输出电路还包括指示电路，与所述微处理器相连，用于提供状态指示功能。具体地，所述指示电路可以指示电源状态、RS485通讯电路状态、各个开关量输出端口状态等等，以便于用户及时了解电路运行状态。
本实用新型的DCS系统包括上述的开关量输出电路，从而为所述DCS系统提供所需的开关量输出功能。
综上所述，本实用新型的开关量输出电路及DCS系统具有较大的输出驱动，满足实际应用场景的需求；能够实现通讯冗余设置，保证通讯的可靠性；通过提供独立的系统电源和现场电源，能够实现控制电路和开关量输出电路之间的电气隔离；尤其适用于DSC系统。所以，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)
1.一种开关量输出电路，其特征在于：包括：
微处理器；
多个隔离驱动电路，每个隔离驱动电路包括串联的隔离电路和驱动电路，所述隔离电路与所述微处理器相连；
与所述隔离驱动电路一一对应的开关量输出端口，所述开关量输出端口与对应的驱动电路相连。
2.根据权利要求1所述的开关量输出电路，其特征在于：所述驱动电路采用隔离芯片。
3.根据权利要求1所述的开关量输出电路，其特征在于：所述驱动电路包括CMOS管。
4.根据权利要求3所述的开关量输出电路，其特征在于：所述驱动电路还包括可恢复保险丝，所述可恢复保险丝与所述CMOS管相串联。
5.根据权利要求1所述的开关量输出电路，其特征在于：还包括第一RS485通讯电路和第二RS485通讯电路，所述第一RS485通讯电路和第二RS485通讯电路均与所述微处理器相连。
6.根据权利要求5所述的开关量输出电路，其特征在于：所述第一RS485通讯电路和第二RS485通讯电路均包括串联的隔离电路和RS485通信接口。
7.根据权利要求1所述的开关量输出电路，其特征在于：还包括系统电源电路，所述系统电源电路包括系统电源和电压转换模块，所述系统电源经由所述电压转换模块连接至所述微处理器。
8.根据权利要求1所述的开关量输出电路，其特征在于：还包括现场电源电路，所述现场电源电路包括现场电源、电源保护电路和滤波电路；所述现场电源经由所述电源保护电路和所述滤波电路与所述隔离驱动电路相连。
9.根据权利要求1所述的开关量输出电路，其特征在于：还包括指示电路，与所述微处理器相连，用于提供状态指示功能。
10.一种DCS系统，其特征在于：包括权利要求1-9之一所述的开关量输出电路。
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