一种开关量采集电路制造技术

本发明专利技术提供一种开关量采集电路，包括开关量输入模块、AD转换模块、采集处理模块、用于连接AD转换模块与采集处理模块的第一通信模块、以及用于发布采集处理模块结果的第二通信模块，第一通信模块和第二通信模块中的一个为隔离通信模块；采集处理模块通过第一通信模块控制AD转换模块对开关量输入模块处理后的电压进行采样，并对采样结果与开关量输入额定电压成一定比例的动作门槛、返回门槛进行比较，将比较结果通过第二通信模块发布；采用全新型隔离电路结构设计，开关量输入模块采用电阻线性分压，成本低、精确度高、一致性好、不受温度影响、使用简单。

【技术实现步骤摘要】
一种开关量采集电路
本专利技术属于工业自动化
，具体涉及一种开关量采集电路。
技术介绍
电力领域强电开关量信号的采集均需要经过信号地的隔离，同时对开关量信号识别为0、1的电平门槛也有一定的要求。常规开关量的采集方式主要有两种：数字量模式和模拟量模式。数字量模式是将开关量输入通过光耦转换为采集模块可以识别的高低电平信号，采集处理模块直接读取电平的状态得到开关量输入的状态；模拟量模式是开关量输入模块先连接到隔离光耦，将开关量转换为采集处理模块AD采集范围内的一个模拟信号，通过采集处理模块AD采集调理后的电压值，将采样后的各通道电压值与采集处理模块中的存储器存储的阈值进行比较，得到各路开关量的数字状态。数字量模式的缺点是开入电压门槛是固定的，不能适应不同额定电压开入量的不同电平门槛的需求，另外其门槛不准确，难以满足电力行业标准的要求；模拟量模式的缺点是普通光耦的一致性差、传输比受温度影响大，需要做校准和补偿等工作才能勉强满足标准的要求，校准费时费力，同时需要采集温度、需要存储器存储动作门槛、返回门槛，这些都增加了开关量采集电路的成本。为了解决上述问题，本申请提出一种开关量采集电路。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种开关量采集电路，从而克服现有技术中数字量模式与模拟量模式都存在的技术缺陷，本专利技术提供了如下的技术方案：一种开关量采集电路，包括开关量输入模块、AD转换模块、采集处理模块、用于连接AD转换模块与采集处理模块的第一通信模块、以及用于发布采集处理模块结果的第二通信模块，所述开关量输入模块的输出连接到所述AD转换模块的输入；所述第一通信模块和第二通信模块中的一个为隔离通信模块；所述采集处理模块通过第一通信模块控制AD转换模块对开关量输入模块处理后的电压进行采样，读取采样结果，对采样结果与开关量输入额定电压成一定比例的动作门槛、返回门槛进行比较，从而得到开关量输入的当前状态，将当前状态通过第二通信模块发布。优选的，所述开关量输入模块包括多个开关量输入子模块，所述开关量输入子模块包括分压电路、滤波电路以及保护电路；所述分压电路包括电阻R1与电阻R2，所述滤波电路包括第一滤波电路以及第二滤波电路，所述第一滤波电路包括电感L1，所述第二滤波电路包括电容C1、电容C2以及电阻R3；所述保护电路包括二极管D1与钳压二极管T1。优选的，所述采集处理模块采用微处理器或可编程逻辑器件。优选的，所述隔离通信模块包括电性连接的数字隔离芯片和通讯接口，所述数字隔离芯片实现两端电气隔离，所述通讯接口包括CAN总线、串口以及SPI。优选的，所述对采样结果与开关量输入额定电压成一定比例的动作门槛、返回门槛进行比较，包括：当开关量输入当前状态为0时，采样数据大于动作门槛，则开关量输入当前状态变为1；当开关量输入当前状态为1时，采样数据小于返回门槛，则开关量输入当前状态变为0。本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种开关量采集电路，采用全新的隔离电路结构设计，开关量输入模块采用电阻线性分压，成本低、精确度高、一致性好、受温度影响小、使用简单；采集处理模块从AD采样获取分压后的电压，并与动作门槛、返回门槛进行比较得到开关量数字状态。动作门槛、返回门槛直接取额定输入电压一固定比例的电压值，无需通过校准获得电压门槛。且灵活适用于不同标准范围的开入电压，适应性好，开关量路数根据需要灵活调整，可扩展性好。采集处理模块不需要额外的温度传感器和存储器，性价比高，有良好的应用价值。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术整体结构示意图；图2是本专利技术开关量输入子模块示意图。具体实施方式如图1所示，开关量采集电路，包括开关量输入模块、AD转换模块、采集处理模块、用于连接AD转换模块与采集处理模块的第一通信模块、以及用于发布采集处理模块结果的第二通信模块，第一通信模块和第二通信模块中的一个为隔离通信模块，隔离通信模块包括电性连接的数字隔离芯片和通讯接口，数字隔离芯片实现两端电气隔离，例如：STISO621WTR，通讯接口包括CAN总线、串口以及SPI。该开关量采集电路，应用于强电区域以及弱电区域，布置方式可以是开关量输入模块以及AD转换模块布置于强电区域，采集处理模块和第二通信模块布置于弱电区域，通过第一通信模块进行信号隔离；或者，将开关量输入模块、AD转换模块、第一通信模块以及采集处理模块均布置于强电区域，通过第二通信模块进行信号隔离；且上述两种方式，强电区域与弱电区域电气隔离且分别接地，从而保证相互之间不会产生影响，从而提升开关量的采集准确性。工作原理为：采集处理模块为微处理器或可编程逻辑器件；如果采集处理模块与AD转换模块集成在一个芯片内，此时第一通信模块就是片内总线；采样处理模块通过第一通信模块控制AD转换模块对开关量输入模块处理后的电压进行采样，并对采样结果与开关量输入额定电压成线性比例的动作门槛、返回门槛进行比较，得到开关量输入的当前状态，将当前状态通过第二通信模块对外发布。如图2所示，开关量输入模块包括多个开关量输入子模块，开关量输入子模块包括分压电路、滤波电路以及保护电路。分压电路包括电阻R1与电阻R2，电阻R1的阻值范围为20KΩ～275KΩ，根据采集处理模块的输入电压范围设置电阻R1与电阻R2的分压比。滤波电路包括第一滤波电路以及第二滤波电路，第一滤波电路包括电感L1，第二滤波电路包括电容C1、电容C2以及电阻R3；保护电路包括二极管D1与钳压二极管T1。采集处理模块驱动AD转换模块对开关量输入模块处理后的电压进行采样，并对采样结果与开关量输入额定电压成一定比例的动作门槛、返回门槛进行比较，将比较结果通过第二通信模块进行发布。比较结果包括：当开关量输入当前状态为0时，采样数据大于动作门槛，则开关量输入当前状态变为1，当开关量输入当前状态为1时，采样数据小于返回门槛，则开关量输入当前状态变为0。例如，当开关量输入模块的额定输入电压为220V，分压电路的分压比为1/101，AD转换模块输入电压为220/101＝2.178V。预设动作门槛电压为70％，则220*0.7/101＝1.525V，与输入分压成线性比例的动作门槛预设为1.525V，当采集到与输入分压成线性比例的电压大于1.525V时，开关量输入当前状态变为1；预设返回门槛电压为69％，则220*0.69/101＝1.503V，与输入分压成线性比例的返回门槛预设为1.503V，当采集到与输入分压成线性比例的电压小于1.503V时，开关量输入当前状态变为0。以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关量采集电路，其特征在于，包括开关量输入模块、AD转换模块、采集处理模块、用于连接AD转换模块与采集处理模块的第一通信模块、以及用于发布采集处理模块结果的第二通信模块，所述开关量输入模块的输出连接到所述AD转换模块的输入；所述第一通信模块和第二通信模块中的一个为隔离通信模块；所述采集处理模块通过第一通信模块控制AD转换模块对开关量输入模块处理后的电压进行采样，读取采样结果，对采样结果与开关量输入额定电压成一定比例的动作门槛、返回门槛进行比较，从而得到开关量输入的当前状态，将当前状态通过第二通信模块发布。/n

【技术特征摘要】
1.一种开关量采集电路，其特征在于，包括开关量输入模块、AD转换模块、采集处理模块、用于连接AD转换模块与采集处理模块的第一通信模块、以及用于发布采集处理模块结果的第二通信模块，所述开关量输入模块的输出连接到所述AD转换模块的输入；所述第一通信模块和第二通信模块中的一个为隔离通信模块；所述采集处理模块通过第一通信模块控制AD转换模块对开关量输入模块处理后的电压进行采样，读取采样结果，对采样结果与开关量输入额定电压成一定比例的动作门槛、返回门槛进行比较，从而得到开关量输入的当前状态，将当前状态通过第二通信模块发布。


2.根据权利要求1所述的一种开关量采集电路，其特征在于，所述开关量输入模块包括多个开关量输入子模块，所述开关量输入子模块包括分压电路、滤波电路以及保护电路；所述分压电路包括电阻R1与电阻R2，所述滤波电路包括第一滤波电路以及第二滤波电路，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯亚东，陈永奎，陈永，朱继红，李秋华，丁子民，侯瑞，
申请(专利权)人：苏州云电电力科技有限公司，南京合智电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32