一种分布式智能信号采集装置制造方法及图纸

技术编号:24822038 阅读:23 留言:0更新日期:2020-07-08 07:23
本实用新型专利技术公开了一种分布式智能信号采集装置,包括信号转换模块,将电流信号转换成电压信号;AD采集模块,采集传感器的待测电压信并转换成数字信号传输至主控芯片;恒流源及运放模块,将温度变化转换成电压信号,并传输至主控芯片的进行信号采集;主控芯片,采集及处理信号,数据指令通讯、信息存储和数据的计算;存储模块,存储装置信息;通讯模块,实现主控芯片与上位监控的通讯;供电模块,其为整个装置供电。本实用新型专利技术能够现场就近对传感器输出的电压/电流信号,以及温度传感器进行在线检测,并将采集的数据通过CAN总线上传到监控系统,供后续数据分析;信号采集装置具有体积小、精度高、成本低、组网快捷,能根据需要进行扩容。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式智能信号采集装置
本技术属于传感器输出信号测量领域,具体涉及一种分布式智能信号采集装置。
技术介绍
随着工业自动化进程的发展,目前的工业现场中分布着非常多的传感器,需要对这些传感器的输出信息进行采集,并将采集的数据集中上传到监控系统进行分析、判断和控制。目前普遍采用PLC进行传感器信号的采集,测量系统搭建快速,但成本高,空间占用大,而且现场线路铺设多,信号传输过程中存在损耗,后期维护比较困难。
技术实现思路
本技术是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的,其目的是提供一种分布式智能信号采集装置。本技术是通过以下技术方案实现的:一种分布式智能信号采集装置,其特征在于:包括:信号转换模块,其将传感器的待测电流信号转换成电压信号,并传输AD采集模块;AD采集模块,其采集传感器的待测电压信号和信号转换模块转换后的信号,并将采集的信号传输至主控芯片;恒流源及运放模块,为温度传感器提供恒流源,将温度传感器的电阻值变换转换为电压的变化,并传输至主控芯片的进行信号采集;主控芯片,其采集及处理接收到的信号,进行数据指令通讯、信息存储和数据的计算;存储模块,负责存储装置的地址、检测阈值、通讯方式以及电压、电流检测通道配置信息;通讯模块,其通过CAN通讯方式实现主控芯片与上位监控的通讯,完成指令的接收与数据的传输;供电模块,其为整个装置供电。在上述技术方案中,所述信号转换模块包括相互连接的电流电压转换器和Ⅰ号运放芯片。在上述技术方案中,所述电流电压转换器的1、3号引脚分别接输入信号的负正,2、5、13号引脚直接接地,7号引脚通过电容C1接地,16、4号引脚分别接电源+12V、-12V,14、15号引脚相连通过电阻R3接入Ⅰ号运放芯片的3号引脚,Ⅰ号运放芯片的8、4号引脚分别接电源+12V、-12V,Ⅰ号运放芯片的3号引脚通过电阻R4、R5接地;Ⅰ号运放芯片的1、2号引脚通过R2相连,其2号引脚通过电阻R1接地,1号引脚输出信号进入AD采集模块。在上述技术方案中,所述恒流源及运放模块转换后的信号传输至主控芯片的AD外设。在上述技术方案中,所述恒流源及运放模块包括Ⅱ号运放芯片,其1、2号引脚通过Pt100相连,2号引脚通过电阻R6接地,3、4、8号引脚分别接3.3V、-12V、+12V,5号引脚通过电阻R9和R10接地,1号引脚与5号引脚通过R9相连,6号引脚与2号引脚通过电阻R8相连,7号引脚与6号引脚通过R7相连。在上述技术方案中,所述存储模块包括存储芯片,采用EEPROM方式。在上述技术方案中,所述存储芯片的1、2、3、4、7号引脚接地,8号引脚接3.3V,6号引脚通过电阻R11接3.3V,5号引脚通过电阻R12接3.3V,存储芯片的5号引脚连接主控芯片的74号引脚,6号引脚接主控芯片的75号引脚。在上述技术方案中,所述通讯模块包括CAN总线驱动器,以及分别与其连接的Ⅰ号隔离芯片和Ⅱ号隔离芯片。在上述技术方案中,所述Ⅰ号隔离芯片的1号引脚接3.3V,6号引脚接+5V,5号引脚与6号引脚之间靠电阻R14连接,4号引脚接地,5号引脚与CAN总线驱动器的1号引脚相连,3引脚通过电阻R13与主控芯片的176引脚相连;Ⅱ号隔离芯片的4号引脚接地,1号引脚接+5V,6号引脚接3.3V,5号引脚与6号引脚之间靠电阻R15连接,3引脚通过电阻16与CAN总线驱动器的4号引脚相连,5号引脚与主控芯片的1号引脚连接,CAN总线驱动器的2号引脚接地,3号引脚接+5V,8号引脚通过电阻R17接地,6、7号引脚分别接入CAN通讯网络的CANL和CANH。在上述技术方案中,所述供电模块包括Ⅰ号模块电源、Ⅱ号模块电源和Ⅲ号模块电源,Ⅰ号模块电源的1号引脚接地,2号引脚接+24V,1、2号引脚通过电容C2相连,6号引脚输出+12V,8号引脚输出-12V,7号引脚接地,6、7号引脚通过电容C3相连,7、8号引脚通过电容C4相连;Ⅱ号模块电源的1号引脚接+24V,2号引脚接地,3号引脚输出+5V,1、2号引脚通过电容C5相连,2、3号引脚通过电容C6相连;Ⅲ号模块电源的5、6、11、12号引脚接+5V,3、9号引脚接地,17、18号引脚输出3.3V,23、24号引脚输出1.9V。本技术的有益效果是:本技术提供了一种分布式智能信号采集装置,能够现场就近对传感器输出的电压/电流信号,以及Pt100温度传感器进行在线检测,并将采集的数据通过CAN总线上传到监控系统,供后续数据分析;信号采集装置具有体积小、精度高、成本低、组网快捷等优点,能根据需要进行扩容,具备工业化应用基础。附图说明图1是本技术分布式智能信号采集装置的结构示意图;图2是本技术分布式智能信号采集装置中信号转换模块的电路示意图;图3是本技术分布式智能信号采集装置中AD采集模块与主控芯片之间的电路示意图;图4是本技术分布式智能信号采集装置中恒流源及运放模块的电路示意图;图5是本技术分布式智能信号采集装置中存储模块的电路示意图;图6是本技术分布式智能信号采集装置中通讯模块的电路示意图;图7是本技术分布式智能信号采集装置中供电模块的电路示意图;图8是本技术分布式智能信号采集装置的采集方法流程图;图9是本技术分布式智能信号采集装置的通讯方法流程图。其中:1信号转换模块2AD采集模块3恒流源及运放模块4主控芯片5存储模块6通讯模块7供电模块8电流电压转换器9Ⅰ号运放芯片10Ⅲ号模块电源11Ⅱ号运放芯片12存储芯片13Ⅰ号隔离芯片14Ⅱ号隔离芯片15CAN总线驱动器16Ⅰ号模块电源17Ⅱ号模块电源。对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,可以根据以上附图获得其他的相关附图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术技术方案,下面结合说明书附图并通过具体实施方式来进一步说明本技术一种分布式智能信号采集装置的技术方案。实施例1如图1所示,一种分布式智能信号采集装置,包括:信号转换模块1,其将传感器的待测电流信号转换成电压信号,并传输AD采集模块2;AD采集模块2,其采集传感器的待测电压信号和信号转换模块1转换后的信号,并将采集的信号传输至主控芯片4;恒流源及运放模块3,其将传感器的温度的变化转换成电压信号,并传输至主控芯片4的AD外设进行信号采集;主控芯片4,其采集及处理接收到的信号,进行数据指令通讯、信息存储和数据的计算;存储模块5,负责存储装置的地址、检测阈值、通讯方式以及电压、电流检测通道配置信息;通讯模块6,其通过CAN通讯方式实现主控芯片4与上位监控的通讯;接收上位监控的命令,并将检测得到的数据或错误信息上传给本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种分布式智能信号采集装置,其特征在于:包括:/n信号转换模块(1),其将传感器的待测电流信号转换成电压信号,并传输AD采集模块(2);/nAD采集模块(2),其采集传感器的待测电压信号和信号转换模块(1)转换后的信号,并将采集的信号传输至主控芯片(4);/n恒流源及运放模块(3),为温度传感器提供恒流源,将温度传感器的电阻值变换转换为电压的变化,并传输至主控芯片(4)的进行信号采集;/n主控芯片(4),其采集及处理接收到的信号,进行数据指令通讯、信息存储和数据的计算;/n存储模块(5),负责存储装置的地址、检测阈值、通讯方式以及电压、电流检测通道配置信息;/n通讯模块(6),其通过CAN通讯方式实现主控芯片(4)与上位监控的通讯,完成指令的接收与数据的传输;/n供电模块(7),其为整个装置供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种分布式智能信号采集装置,其特征在于:包括:
信号转换模块(1),其将传感器的待测电流信号转换成电压信号,并传输AD采集模块(2);
AD采集模块(2),其采集传感器的待测电压信号和信号转换模块(1)转换后的信号,并将采集的信号传输至主控芯片(4);
恒流源及运放模块(3),为温度传感器提供恒流源,将温度传感器的电阻值变换转换为电压的变化,并传输至主控芯片(4)的进行信号采集;
主控芯片(4),其采集及处理接收到的信号,进行数据指令通讯、信息存储和数据的计算;
存储模块(5),负责存储装置的地址、检测阈值、通讯方式以及电压、电流检测通道配置信息;
通讯模块(6),其通过CAN通讯方式实现主控芯片(4)与上位监控的通讯,完成指令的接收与数据的传输;
供电模块(7),其为整个装置供电。


2.根据权利要求1所述的分布式智能信号采集装置,其特征在于:所述信号转换模块(1)包括相互连接的电流电压转换器(8)和Ⅰ号运放芯片(9)。


3.根据权利要求2所述的分布式智能信号采集装置,其特征在于:所述电流电压转换器(8)的1、3号引脚分别接输入信号的负正,2、5、13号引脚直接接地,7号引脚通过电容C1接地,16、4号引脚分别接电源+12V、-12V,14、15号引脚相连通过电阻R3接入Ⅰ号运放芯片(9)的3号引脚,Ⅰ号运放芯片(9)的8、4号引脚分别接电源+12V、-12V,Ⅰ号运放芯片(9)的3号引脚通过电阻R4、R5接地;Ⅰ号运放芯片(9)的1、2号引脚通过R2相连,其2号引脚通过电阻R1接地,1号引脚输出信号进入AD采集模块(2)。


4.根据权利要求1所述的分布式智能信号采集装置,其特征在于:所述恒流源及运放模块(3)转换后的信号传输至主控芯片(4)的AD外设。


5.根据权利要求1所述的分布式智能信号采集装置,其特征在于:所述恒流源及运放模块(3)包括Ⅱ号运放芯片(11),其1、2号引脚通过Pt100相连,2号引脚通过电阻R6接地,3、4、8号引脚分别接3.3V、-12V、+12V,5号引脚通过电阻R9和R10接地,1号引脚与5号引脚通过R9相连,6号引脚与2号引脚通过电阻R8相连,7号引脚与6号引脚通过R7相连...

【专利技术属性】
技术研发人员:马常松王麟李蕃兰鹏
申请(专利权)人:核工业理化工程研究院
类型:新型
国别省市:天津;12

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