CN2785003Y - 一种模拟量采集装置 - Google Patents

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王伟
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Abstract

一种模拟量采集装置，包括DC/DC模块，32个模拟量滤波单元电路的第一模拟量滤波电路，将8路采集通道转换为32路采集通道的模拟量扩展电路，数字量隔离电路，第二模拟量滤波电路，连接器；将模拟信号转换为数字信号的模拟量采集电路，微控制器，实现TTL电平和RS232电平相互转换的RS232电平转换接口；连接在所述微控制器的RS485通讯端口与PLC通讯接口之间的实现TTL电平和RS485电平相互转换的RS485电平转换接口。该装置采用模块化设计，每套装置具备向PLC系统提供32路电流/电压模拟量本地采集通道，同时可以通过该装置提供的远程采集扩展卡，实现32路模拟量的远程采集。

Description

一种模拟量采集装置
技术领域
本实用新型涉及一种适用于PLC(可编程逻辑控制器)系统的模拟量采集装置。
技术背景
目前国内工控领域大量使用PLC系统，但因其核心控制器仍为生产公司所掌握，故PLC系统的相关部件价格一直居高不下，特别是数据采集部分，由于PLC自带的模拟量采集模块只有8路，限制了数据采集的数量。
技术内容
本实用新型的目的旨在提供一种电路结构简单、容易实现的适用于PLC系统的模拟量采集装置。利用西门子、OMRON等公司PLC的通讯、I/O接口作为部件的扩展途径成功的将PLC模拟量装置进行扩展，降低PLC系统的相关成本。
一种模拟量采集装置，包括一个为其它各部分电路提供直流电源的DC/DC模块1，其特征在于它还包括：
一个第一模拟量滤波电路7，该第一模拟量滤波电路7包括32个模拟量滤波单元电路，各模拟量滤波单元电路的输入端分别与一个现场模拟信号的输出端相连；
一个将8路采集通道转换为32路采集通道的模拟量扩展电路8，该模拟量扩展电路8的32个输入端分别与所述第一模拟量滤波电路7的32个输出端对应相连；
一个数字量隔离电路10，该数字量隔离电路10的输入端与PLC器件的晶体管的两路数字量信号输出端相连，其输出端与所述模拟量扩展电路8的扩展电路的两个片选信号输入端相连；
一个包括8个模拟量滤波单元的第二模拟量滤波电路9，该第二模拟量滤波电路9的8个模拟量滤波单元的输入端分别与所述模拟量扩展电路8的8个输出通道(CH1-CH8)相连；
一个连接器11；该连接器11是一个40芯连接插头座；
一个将模拟信号转换为数字信号的模拟量采集电路2，所述连接器11连接在所述第二模拟量滤波电路9的8个模拟量输出通道和该模拟量采集电路2的8个模拟量输入端之间；
一个包括单片机及其外围元器件的微控制器3，该微控制器3的单片机的8个数据输入端分别与所述模拟量采集电路2的8个数字量输出端相连；
一个实现TTL电平和RS232电平相互转换的RS232电平转换接口4；该RS232电平转换接口4，该RS232电平转换接口4连接在所述微控制器3的RS232通讯端口和外部通讯端口之间；
一个实现TTL电平和RS485电平相互转换的RS485电平转换接口5，该RS485电平转换接口5连接在所述微控制器3的RS485通讯端口与PLC通讯接口之间；在RS485电平转换单元5中数据由同步串行的TTL电平转换为同步串行的差分电平。
该装置采用模块化设计，每套装置具备向PLC系统提供32路电流/电压模拟量本地采集通道，同时可以通过该装置提供的远程采集扩展卡，实现32路模拟量的远程采集。
附图说明：
图1为本实用新型的电路原理框图；
图2为本实用新型模拟量扩展电路原理图；
图3为RS232电平转换接口电路原理图；
图4为RS485电平转换接口电路原理图。
具体实施方式：
如图1-4；它包括一个为其它各部分电路提供直流电源的DC/DC模块1，其特征在于它还包括：
一个第一模拟量滤波电路7，该第一模拟量滤波电路7包括32个模拟量滤波单元电路，各模拟量滤波单元电路的输入端分别与一个现场模拟信号的输出端相连；
一个将8路采集通道转换为32路采集通道的模拟量扩展电路8，该模拟量扩展电路8的32个输入端分别与所述第一模拟量滤波电路7的32个输出端对应相连；
一个数字量隔离电路10，该数字量隔离电路10的输入端与PLC器件的晶体管的两路数字量信号输出端相连，其输出端与所述模拟量扩展电路8的扩展电路的两个片选信号输入端相连；
一个包括8个模拟量滤波单元的第二模拟量滤波电路9，该第二模拟量滤波电路9的8个模拟量滤波单元的输入端分别与所述模拟量扩展电路8的8个输出通道(CH1-CH8)相连；
一个连接器11；该连接器11是一个40芯连接插头座；
一个将模拟信号转换为数字信号的模拟量采集电路2，所述连接器11连接在所述第二模拟量滤波电路9的8个模拟量输出通道和该模拟量采集电路2的8个模拟量输入端之间；
一个包带FLASH存储器的括单片机及其外围元器件的微控制器3，该微控制器3的单片机的8个数据输入端分别与所述模拟量采集电路2的8个数字量输出端相连；
一个实现TTL电平和RS232电平相互转换的RS232电平转换接口4；该RS232电平转换接口4，该RS232电平转换接口4连接在所述微控制器3的RS232通讯端口和外部通讯端口之间；
一个实现TTL电平和RS485电平相互转换的RS485电平转换接口5，该RS485电平转换接口5连接在所述微控制器3的RS485通讯端口与FLC通讯接口之间；在RS485电平转换单元5中数据由同步串行的TTL电平转换为同步串行的差分电平。
模拟量扩展电路包括由集成电路N1~N6、N7、X1、X2、型号？
PLC晶体管的两路数字量信号输出端ADD、A11分别通过由光电耦合器N7、N8输入互模拟数据采集电路N3、N4、N5、N6的片选端，N3的8个输入端IA0、IA1、IA2、IA3，IB0、IB1、IB2、IB33；N4的8个输入端IC0、IC1、IC2、IC33，ID0、ID1、ID2、ID33；N5的8个输入端IE0、IE1、IE2、IE33；IF0、IF1、IF2、IF33和N6的输入端IG0、IG1、IG2、IG33；IH0、IH1、IH2、IH33共32个输入端分别通过连接插头座X1、X2与所述第一模拟量滤波电路7的32个模拟信号输出端相连；
N3、N4、N5、N6各自的2个输出信号端分别与N1、N2的正向输入端相连，N1、N2的8个输出端CH1-CH8构成8个输出通道；从而完成将8路模拟量扩展至32路模拟量的目的。
该装置采用模块化设计，每套装置具备向PLC系统提供32路电流/电压模拟量本地采集通道，同时可以通过该装置提供的远程采集扩展卡，实现32路模拟量的远程采集，该装置远程采集支持多种通讯协议如：OMRON的HOSTLINK、西门子的PTP、MODBUS等。也可通过用户自定义协议进行远程采集。
采集过程描述
近程采集：通过PLC自带的模拟量采集模块和两路数字量输出口(使用晶体管输出)，配合该装置可实现8路模拟量至32路模拟量的可靠扩展，扩展精度小于0.5％，具有接入过压、反向保护，在西门子S7-300系统中32路最小扫描周期＜20ms，大大降低了模拟量的扩展成本。
远程采集：通过PLC自带的自由通讯接口，配合该装置可实现32路模拟量的可靠采集，最大采集精度12位，具有接入过压、反向保护，通讯链路采用RS485/RS232电平模式，支持多种开放现场总线协议，最大通讯速率：115.2KBPS。

Claims (1)

1、一种模拟量采集装置，包括一个为其它各部分电路提供直流电源的DC/DC模块(1)，其特征在于它还包括：
一个第一模拟量滤波电路(7)，该第一模拟量滤波电路(7)包括32个模拟量滤波单元电路，各模拟量滤波单元电路的输入端分别与一个现场模拟信号的输出端相连；
一个将8路采集通道转换为32路采集通道的模拟量扩展电路(8)，该模拟量扩展电路(8)的32个输入端分别与所述第一模拟量滤波电路(7)的32个输出端对应相连；
一个数字量隔离电路(10)，该数字量隔离电路(10)的输入端与PLC器件的晶体管的两路数字量信号输出端相连，其输出端与所述模拟量扩展电路(8)的扩展电路的两个片选信号输入端相连；
一个包括8个模拟量滤波单元的第二模拟量滤波电路(9)，该第二模拟量滤波电路(9)的8个模拟量滤波单元的输入端分别与所述模拟量扩展电路(8)的8个输出通道相连；
一个连接器(11)；
一个将模拟信号转换为数字信号的模拟量采集电路2，所述连接器(11)连接在所述第二模拟量滤波电路(9)的8个模拟量输出通道和该模拟量采集电路(2)的8个模拟量输入端之间；
一个包括单片机及其外围元器件的微控制器(3)，该微控制器(3)的单片机的8个数据输入端分别与所述模拟量采集电路(2)的8个数字量输出端相连；
一个实现TTL电平和RS232电平相互转换的RS232电平转换接口(4)；该RS232电平转换接口(4)，该RS232电平转换接口(4)连接在所述微控制器(3)的RS232通讯端口和外部通讯端口之间；
一个实现TTL电平和RS485电平相互转换的RS485电平转换接口(5)，该RS485电平转换接口(5)连接在所述微控制器(3)的RS485通讯端口与PLC通讯接口之间；在RS485电平转换单元(5)中数据由同步串行的TTL电平转换为同步串行的差分电平。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101105691B (zh) * 2007-05-23 2010-12-01 深圳市合信自动化技术有限公司 输入输出扩展模块及可编程控制器系统
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CN106219469A (zh) * 2016-08-30 2016-12-14 南京华创包装机械设备有限公司 一种用于液态饮料包装线上的无压力输送系统

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