一种脉冲发生器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种脉冲发生器，涉及脉冲发生器技术领域，包含现场信号接口、输入防护电路、输出防护电路、固态功率继电器、光耦隔离电路、EtherCAT通信控制器、第一EtherCAT通信接口、第二EtherCAT通信接口、微控制器模块，本实用新型专利技术针对传统的单机脉冲发生器或基于总线的脉冲发生器不能满足工业互联网的高速通信和快速响应需求，本实用新型专利技术提供了一种基于高速实时工业以太网的脉冲信号发生器，采用EtherCAT实现设备与外部控制系统的通信，从而实现高速数据交换和稳定的控制。本实用新型专利技术采用光耦隔离电路，有效地在工业现场由于环境恶劣，在采集信号时，同时要做到隔离。

【技术实现步骤摘要】
一种脉冲发生器
本技术涉及脉冲发生器
，尤其涉及一种脉冲发生器。
技术介绍
脉冲发生器是电力电子、工业控制、机器人等领域广泛应用的一种仪器设备。脉冲发生器通常采用模拟电路、微处理器等进行设计，基于运放、三极管等分立模拟器件设计了一种PWM隔离调光电路及LED调光驱动电源，提出了基于HCS12单片机增强型定时器复用I/O输出频率和占空比可控PWM信号的开发方案，解决了由于硬件限制导致PWM输出通道不足的问题。基于嵌入式SoC设计了一种通用死区可配置的PWM信号发生器，实现了灵活的控制策略配置。采用分立模拟器件搭建的电路产生PWM信号，元器件较多，电路较为复杂，调试困难。微处理器或SoC等产生PWM信号，当信号通道较少时微处理器能满足要求，当PWM信号多于4路时，由于处理器指令顺序执行，会产生较大延迟，从而使PWM信号波形不稳。因此，可采用FPGA进行PWM信号发生器的设计，FPGA指令是并行执行，信号通道的增多不会影响脉冲信号的速度和稳定性，从而实现高精度的控制，利用FPGA设计了能同时输出多路PWM信号的设备，分别应用在不同的场合。上述脉冲信号发生器均只能独立单机运行，不能通过总线网络连接到现场控制系统实现灵活快速的配置，因此文献设计了一种基于CAN的脉冲信号输出方法及装置，通过CAN报文更新PWM输出频率和占空比，但是CAN总线通信速率通信较慢，难以应用在高速控制需求的场合。随着工业4.0和智能制造的推进和开展，网络化、智能化、数字化的工业互联网系统逐渐广泛应用，对基础控制设备提出了新的应用要求。r>
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对传统的单机脉冲发生器或基于总线的脉冲发生器不能满足工业互联网的高速通信和快速响应需求，本技术提供了一种基于高速实时工业以太网的脉冲信号发生器，采用光耦隔离电路，有效地在工业现场由于环境恶劣，在采集信号时，同时要做到隔离本技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种脉冲发生器，包含现场信号接口、输入防护电路、输出防护电路、固态功率继电器、光耦隔离电路、EtherCAT通信控制器、第一EtherCAT通信接口、第二EtherCAT通信接口、微控制器模块和电源模块；所述光耦隔离电路包含光耦U1、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和三极管V1，光耦U1的IN1输入端上通过第一电阻连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接光耦U1的+12V电压端，光耦U1的正极输出端通过第三电阻连接三极管V1的集电极，光耦U1的负极输出端连接第四电阻的一端和第五电阻的一端，第四电阻的另一端连接三极管V1的基极，第五电阻的另一端连接三极管V1的发射极；所述现场信号接口通过输入防护电路连接光耦隔离电路，所述现场信号接口依次经过输出防护电路、固态功率继电器连接光耦隔离电路，所述光耦隔离电路与微控制器模块连接，所述EtherCAT通信控制器分别与第一EtherCAT通信接口、第二EtherCAT通信接口连接，所述EtherCAT通信控制器和电源模块分别与微控制器模块连接；所述微控制器模块包含LS1C处理器以及分别与其连接的电源、调试口JTAG、串口UART、存储器SDRAM、NandFlash、SPIFlash、串行通信SPI接口、复位电路以及通用的GPIO接口；所述EtherCAT通信控制器包含ET1100模块、EEPROM模块、PHY芯片、时钟模块、网络变压器、RJ45接口；所述ET1100模块依次经过PHY芯片、网络变压器连接RJ45接口，所述EEPROM模块和时钟模块分别与ET1100模块连接。作为本技术一种脉冲发生器的进一步优选方案，所述第一EtherCAT通信接口采用MII接口，所述EtherCAT通信控制器通过MII接口连接PHY芯片。作为本技术一种脉冲发生器的进一步优选方案，所述第二EtherCAT通信接口采用EBUS接口。作为本技术一种脉冲发生器的进一步优选方案，所述LS1C处理器采用龙芯处理器LS1C0300A。本技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、本技术一种脉冲发生器，包括微控制器模块、EtherCAT通信控制器、EtherCAT通信接口、光耦隔离电路、固态功率继电器以及现场信号接口，其选用实时以太网EtherCAT进行通信，EtherCAT是以以太网为基础的开放架构的现场总线系统，具有实时性强、拓扑灵活、同步精度高、线缆冗余、具备功能安全协议功能等特点；2、本技术采用光耦隔离电路，有效地在工业现场由于环境恶劣，在采集信号时，同时要做到隔离。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术脉冲发生器的整体结构原理图；图2是本技术光耦隔离电路电路图；图3是本技术微控制器模块的结构原理图；图4是本技术EtherCAT通信控制器的结构原理图。具体实施方式下面结合附图对本技术的技术方案做进一步的详细说明：下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。一种脉冲发生器，如图1所示，包含现场信号接口、输入防护电路、输出防护电路、固态功率继电器、光耦隔离电路、EtherCAT通信控制器、第一EtherCAT通信接口、第二EtherCAT通信接口、微控制器模块，所述现场信号接口通过输入防护电路连接光耦隔离电路，所述现场信号接口依次经过输出防护电路、固态功率继电器连接光耦隔离电路，所述光耦隔离电路与微控制器模块连接，所述EtherCAT通信控制器分别与第一EtherCAT通信接口、第二EtherCAT通信接口连接，所述EtherCAT通信控制器与微控制器模块连接。脉冲发生器用于为工控现场侧设备提供脉冲控制信号。由于工控设备对实时性要求较高，本技术选用实时以太网EtherCAT进行通信，EtherCAT是以以太网为基础的开放架构的现场总线系统，具有实时性强、拓扑灵活、同步精度高、线缆冗余、具备功能安全协议功能等特点。脉冲发生器包括微处理器模块、EtherCAT通信控制器、EtherCAT通信接口、光耦隔离电路（以下简称光耦）、固态功率继电器以及现场信号接口。其中，EtherCAT通信控制器通过EtherCAT通信接口接收指令信号，并对指令信号进行解析，生成解析信号；微处理器根据解析信号配置脉冲信号的输出模式并输出对应模式下的脉冲信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脉冲发生器，其特征在于：包含现场信号接口、输入防护电路、输出防护电路、固态功率继电器、光耦隔离电路、EtherCAT通信控制器、第一EtherCAT通信接口、第二EtherCAT通信接口、微控制器模块和电源模块；/n所述光耦隔离电路包含光耦U1、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和三极管V1，光耦U1的IN1输入端上通过第一电阻连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接光耦U1的+12V电压端，光耦U1的正极输出端通过第三电阻连接三极管V1的集电极，光耦U1的负极输出端连接第四电阻的一端和第五电阻的一端，第四电阻的另一端连接三极管V1的基极，第五电阻的另一端连接三极管V1的发射极；/n所述现场信号接口通过输入防护电路连接光耦隔离电路，所述现场信号接口依次经过输出防护电路、固态功率继电器连接光耦隔离电路，所述光耦隔离电路与微控制器模块连接，所述EtherCAT通信控制器分别与第一EtherCAT通信接口、第二EtherCAT通信接口连接，所述EtherCAT通信控制器和电源模块分别与微控制器模块连接；/n所述微控制器包含LS1C处理器以及分别与其连接的电源、调试口JTAG、串口UART、存储器SDRAM、Nand Flash、SPI Flash、串行通信SPI接口、复位电路以及通用的GPIO接口；/n所述EtherCAT通信控制器包含ET1100模块、EEPROM模块、PHY芯片、时钟模块、网络/n变压器、RJ45接口；所述ET1100模块依次经过PHY芯片、网络变压器连接RJ45接口，所述EEPROM模块和时钟模块分别与ET1100模块连接。/n...

【技术特征摘要】
20200313 CN 20202031443691.一种脉冲发生器，其特征在于：包含现场信号接口、输入防护电路、输出防护电路、固态功率继电器、光耦隔离电路、EtherCAT通信控制器、第一EtherCAT通信接口、第二EtherCAT通信接口、微控制器模块和电源模块；
所述光耦隔离电路包含光耦U1、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和三极管V1，光耦U1的IN1输入端上通过第一电阻连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接光耦U1的+12V电压端，光耦U1的正极输出端通过第三电阻连接三极管V1的集电极，光耦U1的负极输出端连接第四电阻的一端和第五电阻的一端，第四电阻的另一端连接三极管V1的基极，第五电阻的另一端连接三极管V1的发射极；
所述现场信号接口通过输入防护电路连接光耦隔离电路，所述现场信号接口依次经过输出防护电路、固态功率继电器连接光耦隔离电路，所述光耦隔离电路与微控制器模块连接，所述EtherCAT通信控制器分别与第一EtherCAT通信接口、第二EtherCAT通信接...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟仕，
申请(专利权)人：天津庆怡自动化科技有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12