專利名稱：一種用于現(xiàn)場總線的io數(shù)字量模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于現(xiàn)場總線IO模塊，更確切地說涉及DeviceNetTIO數(shù)字量模塊。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代化工業(yè)的不斷前進(jìn)，人們對生產(chǎn)過程的控制提出了更高的要求。智能化、網(wǎng)絡(luò)化、分散化代表當(dāng)代自動化控制技術(shù)發(fā)展的主流方向，而現(xiàn)場總線技術(shù)正是促使自動化系統(tǒng)順應(yīng)這一發(fā)展要求的先進(jìn)技術(shù)。DeviceNet是基于CAN總線的一種開放式現(xiàn)場總線技術(shù)，在世界各大供應(yīng)商的共同努力下，已經(jīng)成為普及率比較高的現(xiàn)場總線技術(shù)之一，在國內(nèi)外得到較大范圍的推廣和應(yīng)用。
DeviceNet遠(yuǎn)程輸入輸出終端模塊，用于連接工業(yè)控制系統(tǒng)中的各種現(xiàn)場裝置如傳感器、按鈕、指示燈、閥門、變送器等現(xiàn)場裝置的開關(guān)量及模擬量的輸入、輸出信號。根據(jù)開關(guān)量信號的應(yīng)用場合，產(chǎn)品按型號分為開關(guān)量輸入及開關(guān)量輸出型；輸出方式分晶體管PNP輸出，晶體管NPN輸出，繼電器輸出型。
國外通過DeviceNet一致性測試的產(chǎn)品主要有美國AutomationDirect公司的DL205，DL105系列，美國InterlinkBT LLC的busstop系列模塊，美國WAGOCorporation的遠(yuǎn)程數(shù)字IO模塊，美國Rockwell Automation的1769、1799模塊，德國奔馳公司的B-IO模塊，日本Omron的IO系列模塊等等，中國國內(nèi)目前通過DeviceNet一致性測試的IO模塊只有上海電器科學(xué)研究所(SEARI)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的本模塊產(chǎn)品系列。
DeviceNet IO模塊，其主要特點(diǎn)如下基于CAN物理層，具有強(qiáng)大的通訊功能；DeviceNet具有較高的抗電磁干擾能力及通訊可靠性；可設(shè)置的通訊速率；網(wǎng)絡(luò)最多可支持64個(gè)節(jié)點(diǎn)；總線電源與通訊使用同一電纜；總線與模塊工作電源及端口電源完全隔離；輸入采用輔助電源供電，確?？偩€通訊不受負(fù)載影響；模塊化設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便、性價(jià)比高；狀態(tài)顯示為控制CPU認(rèn)可信號，顯示信息準(zhǔn)確；系列模塊產(chǎn)品已通過ODVA國際DeviceNet一致性認(rèn)證測試。
一般來說，上述國內(nèi)外產(chǎn)品，均未考慮到產(chǎn)品通用性(產(chǎn)品外形的一致性)和軟件涉及的一致性，這就給產(chǎn)品升級、系列化、多樣化帶來不便。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種優(yōu)于現(xiàn)有產(chǎn)品性能，考慮到產(chǎn)品通用性、升級換代的現(xiàn)場總線IO數(shù)字量模塊。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是本實(shí)用新型的硬件分為數(shù)字量輸入和數(shù)字量輸出兩個(gè)模塊，電源分三路，一路是網(wǎng)絡(luò)電源，一路是cpu電源，提供控制模塊的電源，一路是IO接口模塊電源，提供IO接口的電源供應(yīng)。上述電路的信號傳遞為IO數(shù)字量輸入或稱開關(guān)量輸入，輸入由光藕隔離到微處理器cpu、DeviceNet網(wǎng)絡(luò)傳輸；IO開關(guān)量輸出，由DeviceNet網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)依次到微處理器、光藕隔離、開關(guān)量輸出傳輸。
本實(shí)用新型的有益效果在用于連接工業(yè)控制系統(tǒng)中的各種現(xiàn)場裝置如傳感器、按鈕、指示燈、閥門、變送器等現(xiàn)場裝置的數(shù)字量的輸入、輸出信號，能產(chǎn)生有益的效果。


圖1、圖2為本實(shí)用新型的IO開關(guān)量輸入及輸出模塊的原理框圖；圖3為圖1和圖2中主cpu及外圍電路原理示意圖；圖4為圖1中開關(guān)量輸入電路和輸出電路的具體線路原理示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和一個(gè)較佳的實(shí)施例對本實(shí)用新型作較詳細(xì)的說明。
參照圖1和圖2，這是本實(shí)用新型的輸入和輸出電路的框圖。
開關(guān)量輸入模塊包括開關(guān)量輸入電路1、光藕隔離電路2、單片機(jī)3、DeviceNet網(wǎng)絡(luò)4；開關(guān)量輸出模塊包括DeviceNet網(wǎng)絡(luò)寫入數(shù)據(jù)5、單片機(jī)3、光藕隔離電路7和開關(guān)量輸出電路8。
上述電路輸入模塊之間的信號傳遞為開關(guān)量輸入電路1將信號經(jīng)光藕隔離電路2送入單片機(jī)微處理器3，再送入DeviceNet網(wǎng)絡(luò)4。輸出模塊之間的信號傳遞為DeviceNet網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)5，送入單片機(jī)微處理器3，再通過場效應(yīng)管通斷控制輸出高電平或低電平，單片機(jī)cpu3采用光藕隔離7與開關(guān)量輸出電路8隔離。
數(shù)字量或稱開關(guān)量IO模塊，如圖3所示，采用8輸入8輸出電路，并配有光藕隔離電路。
參照圖4，這是本實(shí)用新型的主cpu，它包括cpu芯片電路、數(shù)據(jù)收發(fā)電路和檢測網(wǎng)絡(luò)電源電路。
權(quán)利要求1.一種用于現(xiàn)場總線的IO數(shù)字量模塊，該模塊線路包括開關(guān)量輸入模塊和開關(guān)量輸出模塊，其特征在于所述的開關(guān)量輸入模塊還包括開關(guān)量輸入電路〔1〕、光藕隔離電路〔2〕、單片機(jī)〔3〕、DeviceNet網(wǎng)絡(luò)〔4〕，所述的開關(guān)量輸出模塊包括網(wǎng)絡(luò)寫入數(shù)據(jù)〔5〕、單片機(jī)〔3〕、光藕隔離〔7〕、開關(guān)量輸出電路〔8〕，上述電路由電源供電；上述電路的信號傳遞為信號進(jìn)入開關(guān)量輸入電路1后，經(jīng)過光藕隔離進(jìn)入單片機(jī)3處理進(jìn)入DeviceNet網(wǎng)絡(luò)4；輸出部分信號傳遞為經(jīng)過DeviceNet寫入數(shù)據(jù)后，進(jìn)入單片機(jī)(3)，經(jīng)過光藕隔離(7)由開關(guān)量輸出電路8輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的IO數(shù)字量模塊，其特征在于所述的開關(guān)量輸入模塊為8位為輸入電路，輸入模塊有濾波電路和光藕隔離電路。
3.如權(quán)利要求1所述的IO數(shù)字量模塊，其特征在于所述的開關(guān)量輸出模塊為8位輸出電路，其電路配有光藕隔離電路，并采用場效應(yīng)管控制輸出高電平或低電平。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于現(xiàn)場總線的IO數(shù)字量模塊，屬于現(xiàn)場總線技術(shù)領(lǐng)域。該模塊的線路包括開關(guān)量輸入電路1、光耦隔離電路2、單片機(jī)3、DeviceNet網(wǎng)絡(luò)4、DeviceNet網(wǎng)絡(luò)寫入數(shù)據(jù)5、單片機(jī)3、光耦隔離7、開關(guān)量輸出電路8；輸入部分信號傳遞為信號進(jìn)入開關(guān)量輸入電路1后，經(jīng)過光耦隔離進(jìn)入單片機(jī)3處理進(jìn)入DeviceNet網(wǎng)絡(luò)4；輸出部分信號傳遞為經(jīng)過DeviceNet寫入數(shù)據(jù)后，進(jìn)入單片機(jī)，經(jīng)過光耦隔離由開關(guān)量輸出電路8輸出；電源分別與單片機(jī)和輸入、輸出電路連接供電；該模塊用于連接工業(yè)控制系統(tǒng)中的各種現(xiàn)場裝置如傳感器、按鈕、指示燈、閥門、變送器的開關(guān)量的輸入、輸出信號。
文檔編號G05B15/02GK2718695SQ20042002346
公開日2005年8月17日 申請日期2004年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月7日
發(fā)明者阮于東 申請人:上海電器科學(xué)研究所(集團(tuán))有限公司