一种自由组态三端隔离模块制造技术

本发明专利技术为一种自由组态三端隔离模块，包括多路UI采集电路、对多路UI采集电路进行选择的通道切换电路、信号处理电路、ADC电路、CPU、DO输出电路和AO输出电路，所述多路UI采集电路输出端均通过通道切换电路与信号处理电路输入端相连，信号处理电路输出端与ADC电路输入端相连，ADC电路输出端与CPU相连，CPU分别与DO输出电路和AO输出电路相连。本发明专利技术的优点是：设有UI采集电路，能够实现电压信号、电流信号和开关信号的采集；设有AO输出电路和DO输出电流，能够选择输出模拟信号还是数字信号。

A free configuration three terminal isolation module

【技术实现步骤摘要】
一种自由组态三端隔离模块
本专利技术涉及隔离模块领域，尤其涉及一种自由组态三端隔离模块。
技术介绍
工业现场信号类型纷繁复杂，所需信号的量程范围也很多。由于现场信号多样，使用单一模块时不够灵活便捷，需要配备大量不同型号类别及不同量程段的模块，若更换所需型号，在安装和接线上会耗费大量时间。现有的隔离模块支撑多种信号输入但不支持多种信号输出，而且现有的隔离模块的输入和输出量程固定，无法自由调整。
技术实现思路
本专利技术主要解决了上述问题，提供了一种支撑多种信号输入和输出、支撑输入输出量程在最大量程范围内自由调整的一种自由组态三端隔离模块。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是,一种自由组态三端隔离模块，包括多路UI采集电路、对多路UI采集电路进行选择的通道切换电路、信号处理电路、ADC电路、CPU、DO输出电路和AO输出电路，所述多路UI采集电路输出端均通过通道切换电路与信号处理电路输入端相连，信号处理电路输出端与ADC电路输入端相连，ADC电路输出端与CPU相连，CPU分别与DO输出电路和AO输出电路相连。UI（UniversalInput通用输入）采集电路能够采集数字信号、模拟信号和开关信号，实现多种信号输入，DO（DigitalOutput数字量输出）输出电路和AO（AnalogOutput模拟量输出）输出电路实现多种信号输出。作为上述方案的一种优选方案，所述UI采集电路包括电阻R1、电阻R2、开关S1、开关S5、电容C1、二极管D1、第一输入端子和第二输入端子，电阻R1第一端分别与第一输入端子、电阻R2第一端和二极管D1阴极相连，电阻R2第二端分别与电容C1第一端和通道切换电路相连，电容C1第二端分别与开关S1第二端、第二输入端子和地GND相连，开关S1第一端与电阻R1第二端相连，二极管D1阳极与开关S5第一端相连，开关S5第二端接高电平。作为上述方案的一种优选方案，所述通道切换电路包括多选一模拟开关，多选一模拟开关每个选择端与一个UI采集电路输出端对应相连，多选一模拟开关公共端与信号处理电路相连，多选一模拟开关还与CPU的IO口相连。利用CPU控制多选一模拟开关的不同导通状态，在多路UI采集电路中进行选择，只需在与CPU相连的上位机上进行配置即可实现，操作便捷，不易出错。作为上述方案的一种优选方案，所述ADC电路包括第一采集电路、第二采集电路和ADC芯片，第一采集电路和第二采集电路的输出端分别连接到ADC芯片的两个引脚。第一采集电路与ADC芯片组成的第一ADC电路和第二采集电路与ADC芯片组成的第二ADC电路的量程大小不同，根据输入信号的大小选择不同的ADC电路提高测量精度。作为上述方案的一种优选方案，所述信号处理电路包括单刀双掷模拟开关S9、滤波电路U1、滤波电路U2、电阻R3和电阻R4，单刀双掷模拟开关S9公共端与通道切换电路输出端相连，单刀双掷模拟开关S9第一选择端与滤波电路U1输入端相连，滤波电路U1输出端与ADC电路中第一ADC电路的采集通道相连，单刀双掷模拟开关S9第二选择端与电阻R3第一端相连，电阻R3第二端分别与电阻R4第一端和滤波电路U2输入端相连，滤波电路U2输出端与ADC电路中第二ADC电路的采集通道相连。对于偏大的信号，信号处理电路利用电阻R3和电阻R4对其进行分压再输入到两个ADC电路中量程较大的电路中，保证测量的准确性。作为上述方案的一种优选方案，所述DO输出电路包括继电器K1和在输入高电平时保持高电平输出在输入低电平时保持低电平输出的电平保持电路，所述电平保持电路输入端与CPU的IO口相连，电平保持电路输出端与继电器线圈相连，继电器触点为DO输出电路输出端。当CPU输出高电平后电平保持电路持续输出高电平，继电器K1保持导通状态，当CPU输出低电平后电平保持电路持续输出低电平，继电器K1处于断开状态，通过继电器的导通断开实现数字信号的输出。作为上述方案的一种优选方案，所述AO输出电路包括隔离电路和输出电路，所述隔离电路包括光耦U3、模拟开关S10、电阻R5和电容C2，光耦U3发光器阳极接电源VCC，光耦U3发光器阴极与CPU的PWM输出脚相连，模拟开关S10第一选择端接电源Vd，模拟开关S10第二选择端分别接电源Vrdf和光耦U3受光器第一端，模拟开关S10控制端与光耦U3受光器第二端相连，模拟开关S10公共端与电阻R5第一端相连，电阻R5第二端分别与电容C2第一端和输出电路输入端相连，电容C2第二端接地GND。模拟开关S10控制端在PWM信号为低电平时接收到高电平，控制公共端与第一选择端导通，在PWM信号为高电平时，接收到低电平，公共端与第二选择端导通。作为上述方案的一种优选方案，所述输出电路包括运放U4、电阻R6、场效应管M和电阻RJ，运放U4正相输入端与电阻R5第二端相连，运放U4反相输入端分别与电阻RJ第一端和场效应管M源极相连，电阻RJ第二端接电源Vd，运放U4输出端接电阻R6第一端，电阻R6第二端接场效应管M栅极，场效应管M漏极接输出电流。作为上述方案的一种优选方案，所述输出电路包括运放U4、运放U5、电阻R6、场效应管M、电阻RJ、电阻RJ1和电阻R7，运放U4正相输入端与电阻R5第二端相连，运放U4反相输入端分别与电阻RJ第一端和场效应管M源极相连，电阻RJ第二端接电源Vd，运放U4输出端接电阻R6第一端，电阻R6第二端接场效应管M栅极，场效应管M漏极接分别接电阻R7第一端和电阻RJ1第一端，电阻RJ1第二端接地GND，电阻R7第二端接运放U5正相输入端，运放U5反相输入端与运放U5输出端相连，运放U5输出电压。本专利技术的优点是：设有UI采集电路，能够实现电压信号、电流信号和开关信号的采集；设有AO输出电路和DO输出电流，能够选择输出模拟信号还是数字信号。附图说明图1为实施例1中自由组态三端隔离模块的一种原理框图。图2为实施例1中UI采集电路的一种电路原理图。图3为实施例1中处理电路的一种电路原理图。图4为实施例1中隔离电路的一种电路原理图。图5为实施例1中输出电路的一种电路原理图。图6为实施例2中输出电路的一种电路原理图。1-UI采集电路2-通道切换电路3-信号处理电路4-ADC电路5-CPU6-DO输出电路7-AO输出电路。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的说明。实施例1：本实施例一种自由组态三端隔离模块，如图1所示，包括多路UI采集电路1、通道切换电路2、信号处理电路3、ADC电路4、CPU5、DO输出电路6和AO输出电路7，多路UI采集电路输出端均通过通道切换电路与信号处理电路输入端相连，通道切换电路在CPU控制下将相应的UI采集电路采集的信息输入到信号处理电路中，信号处理电路输出端与ADC电路输入端相连，ADC电路输出端与CPU相连，CPU分别与DO输出电路和AO输出电路相连，CPU通过IO口控制UI采集电路和信号处理电路。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自由组态三端隔离模块，其特征是：包括多路UI采集电路（1）、对多路UI采集电路进行选择的通道切换电路（2）、信号处理电路（3）、ADC电路（4）、CPU（5）、DO输出电路（6）和AO输出电路（7），所述多路UI采集电路输出端均通过通道切换电路与信号处理电路输入端相连，信号处理电路输出端与ADC电路输入端相连，ADC电路输出端与CPU相连，CPU分别与DO输出电路和AO输出电路相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种自由组态三端隔离模块，其特征是：包括多路UI采集电路（1）、对多路UI采集电路进行选择的通道切换电路（2）、信号处理电路（3）、ADC电路（4）、CPU（5）、DO输出电路（6）和AO输出电路（7），所述多路UI采集电路输出端均通过通道切换电路与信号处理电路输入端相连，信号处理电路输出端与ADC电路输入端相连，ADC电路输出端与CPU相连，CPU分别与DO输出电路和AO输出电路相连。


2.根据权利要求1所述的一种自由组态三端隔离模块，其特征是：所述UI采集电路包括电阻R1、电阻R2、开关S1、开关S5、电容C1、二极管D1、第一输入端子和第二输入端子，电阻R1第一端分别与第一输入端子、电阻R2第一端和二极管D1阴极相连，电阻R2第二端分别与电容C1第一端和通道切换电路相连，电容C1第二端分别与开关S1第二端、第二输入端子和地GND相连，开关S1第一端与电阻R1第二端相连，二极管D1阳极与开关S5第一端相连，开关S5第二端接高电平。


3.根据权利要求1所述的一种自由组态三端隔离模块，其特征是：所述通道切换电路包括多选一模拟开关，多选一模拟开关每个选择端与一个UI采集电路输出端对应相连，多选一模拟开关公共端与信号处理电路相连，多选一模拟开关还与CPU的IO口相连。


4.根据权利要求1所述的一种自由组态三端隔离模块，其特征是：所述ADC电路包括第一采集电路、第二采集电路和ADC芯片，第一采集电路和第二采集电路的输出端分别连接到ADC芯片的两个引脚。


5.根据权利要求4所述的一种自由组态三端隔离模块，其特征是：所述信号处理电路包括单刀双掷模拟开关S9、滤波电路U1、滤波电路U2、电阻R3和电阻R4，单刀双掷模拟开关S9公共端与通道切换电路输出端相连，单刀双掷模拟开关S9第一选择端与滤波电路U1输入端相连，滤波电路U1输出端与ADC电路中第一ADC电路的采集通道相连，单刀双掷模拟开关S9第二选择端与电阻R3第一端相连，电阻R3第二端分别与电阻R4第一端和滤波电路U2输入端相连，滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐德宏，郭佛保，薛斌，黄萍，
申请(专利权)人：浙江中控技术股份有限公司，浙江中控自动化仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33