專(zhuān)利名稱(chēng)：24位采集模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，尤其涉及ー種為了適用PLC的數(shù)據(jù)通信和高精度數(shù)據(jù)采集要求的24位采集模塊。
背景技術(shù)：
PLC :可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller, PLC),它采用一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算木操作等面向用戶(hù)的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。AD轉(zhuǎn)換AD轉(zhuǎn)換就是模數(shù)轉(zhuǎn)換，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。Modbus協(xié)議=Modbus協(xié)議是應(yīng)用于電 子控制器上的ー種通用語(yǔ)言，當(dāng)在一 Modbus網(wǎng)絡(luò)上通信時(shí)，此協(xié)議決定了每個(gè)控制器需要知道它們的設(shè)備地址，識(shí)別按地址發(fā)來(lái)的消息，決定要產(chǎn)生何種行動(dòng)。隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，PLC的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，需要經(jīng)常處理模擬量，對(duì)模擬量的采集精度也要求越來(lái)越精確，目前已有的采集卡多是10位或12位，部分可以達(dá)到16位，滿(mǎn)足不了更高精度的采集，當(dāng)前數(shù)據(jù)采集模塊的缺點(diǎn)A :采集精度低，西門(mén)子現(xiàn)有模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊為12位，滿(mǎn)足不了高精度要求；B :現(xiàn)有采集模塊不適用于西門(mén)子PLC數(shù)據(jù)采集和通訊。本發(fā)明的目的是針對(duì)西門(mén)子PLC S7-200數(shù)據(jù)采集高精度的要求，采用24位AD轉(zhuǎn)換芯片，通過(guò)Modbus協(xié)議與西門(mén)子PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種專(zhuān)門(mén)用于西門(mén)子PLC通信要求的高精度的、有效降低成本的24位采集模塊。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是ー種24位采集模塊，由數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)及數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)組成，所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)由電壓電流傳感器信號(hào)采集模塊、電流-電壓轉(zhuǎn)換電路、濾波電路、24位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7787、AD轉(zhuǎn)換電壓基準(zhǔn)模塊組成，所述電壓電流傳感器信號(hào)采集模塊依次與電流-電壓轉(zhuǎn)換電路及濾波電路信號(hào)連接，所述濾波電路及AD轉(zhuǎn)換電壓基準(zhǔn)均與24位數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片AD7787信號(hào)連接；所述數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由RS485轉(zhuǎn)換電路和及微處理器ATMEGA16組成，所述微處理器ATMEGA16與RS485轉(zhuǎn)換電路信號(hào)連接；所述24位數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片AD7787通過(guò)SPI端ロ與微處理器ATMEGA16信號(hào)連接。上述的24位采集模塊，所述RS485轉(zhuǎn)換電路與西門(mén)子PLC電連接。本發(fā)明24位采集模塊的優(yōu)點(diǎn)是為了使數(shù)據(jù)采集模塊具有通用性，既可以采集電流信號(hào)，也可以采集電壓信號(hào)，將電流信號(hào)經(jīng)過(guò)電流-電壓轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，然后將電壓信號(hào)調(diào)節(jié)到AD能轉(zhuǎn)換的范圍，所有采集模塊上設(shè)有三個(gè)端子。24位Σ-Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7787，它利用片內(nèi)時(shí)鐘工作，所以不需要提供時(shí)鐘源，并且AD7787的數(shù)據(jù)輸出速率可以通過(guò)軟件設(shè)置，適合用于需要高分辨率、低功耗的儀器設(shè)備，本發(fā)明采集精度高，可以適用于高要求系統(tǒng)；專(zhuān)門(mén)用于為西門(mén)子PLC模數(shù)轉(zhuǎn)換，大大降低了設(shè)備成本。


圖I為本發(fā)明中數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明中數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明；如圖1、2、3所示，一種24位采集模塊，由數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)及數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)組成，數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)由電壓電流傳感器信號(hào)采集模塊、電流-電壓轉(zhuǎn)換電路、濾波電路、24位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7787、AD轉(zhuǎn)換電壓基準(zhǔn)模塊組成，所述電壓電流傳感器信號(hào)采集模塊依次與電流-電壓轉(zhuǎn)換電路及濾波電路信號(hào)連接，所述濾波電路及AD轉(zhuǎn)換電壓基準(zhǔn)均與24位數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片AD7787信號(hào)連接；數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由RS485轉(zhuǎn)換電路和及微處理器ATMEGA16組成，所述微處理器ATMEGA16與RS485轉(zhuǎn)換電路信號(hào)連接；24位數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片AD7787通過(guò)SPI端口與微處理器ATMEGA16信號(hào)連接，RS485轉(zhuǎn)換電路與西門(mén)子PLC電連接。本發(fā)明的工作原理是傳感器輸出信號(hào)一般為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)I 5V或4 20mA,為了使數(shù)據(jù)采集模塊具有通用性，既可以采集電流信號(hào)，也可以采集電壓信號(hào)，將電流信號(hào)經(jīng)過(guò) 電流-電壓轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，然后將電壓信號(hào)調(diào)節(jié)到AD能轉(zhuǎn)換的范圍，所有采集模塊上設(shè)有三個(gè)端子，分別對(duì)應(yīng)于電流或電壓不同的接法，使采集模塊具有通用性。模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片選用ADI公司推出的適用于低頻測(cè)量的低功耗、低噪聲、雙通道、24位E -A模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7787，它利用片內(nèi)時(shí)鐘工作，所以不需要提供時(shí)鐘源，并且AD7787的數(shù)據(jù)輸出速率可以通過(guò)軟件設(shè)置，適合用于需要高分辨率、低功耗的儀器設(shè)備。AD7787有5個(gè)片內(nèi)寄存器，對(duì)AD7787的設(shè)置和控制都是通過(guò)寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)。模數(shù)轉(zhuǎn)換參考電壓由ADI公司推出的ADR395，可以提供穩(wěn)定可靠的參考電壓。AD7787轉(zhuǎn)換結(jié)果通過(guò)SPI 口與微處理器ATMEGA16通信。AD轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)微處理器ATMEGA16與PLC通信。通信協(xié)議采用的是Modbus。Modbus協(xié)議是一種通用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),在工業(yè)控制中得到了廣泛應(yīng)用，Modbus協(xié)議采用的是一種主從協(xié)議，采用請(qǐng)求-響應(yīng)方式，主站發(fā)出帶有從站地址的請(qǐng)求報(bào)文，具有該地址的從站收到后發(fā)出響應(yīng)報(bào)文進(jìn)行應(yīng)答。本數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)PLC為主站，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為從站，當(dāng)PLC發(fā)出請(qǐng)求時(shí)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)先進(jìn)行CRC校驗(yàn)，防止誤操作，校驗(yàn)正確后，將校驗(yàn)信息和采集數(shù)據(jù)打包后傳送給主站PLC。其中PLC通信口是與RS485兼容的，所以ATMEGA16輸出信號(hào)應(yīng)經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換，與主站PLC通信。當(dāng)然，上述說(shuō)明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，作出的變化、改型、添加或替換，都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.ー種24位采集模塊，其特征在干由數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)及數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)組成， 所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)由電壓電流傳感器信號(hào)采集模塊、電流-電壓轉(zhuǎn)換電路、濾波電路、24位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7787、AD轉(zhuǎn)換電壓基準(zhǔn)模塊組成，所述電壓電流傳感器信號(hào)采集模塊依次與電流-電壓轉(zhuǎn)換電路及濾波電路信號(hào)連接，所述濾波電路及AD轉(zhuǎn)換電壓基準(zhǔn)均與24位數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片AD7787信號(hào)連接； 所述數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由RS485轉(zhuǎn)換電路和及微處理器ATMEGA16組成，所述微處理器ATMEGA16與RS485轉(zhuǎn)換電路信號(hào)連接； 所述24位數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片AD7787通過(guò)SPI端ロ與微處理器ATMEGA16信號(hào)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的24位采集模塊，其特征是所述RS485轉(zhuǎn)換電路與西門(mén)子PLC電連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種24位采集模塊，由數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)及數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)組成，所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)由電壓電流傳感器信號(hào)采集模塊、電流-電壓轉(zhuǎn)換電路、濾波電路、24位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7787、AD轉(zhuǎn)換電壓基準(zhǔn)模塊組成，所述電壓電流傳感器信號(hào)采集模塊依次與電流-電壓轉(zhuǎn)換電路及濾波電路信號(hào)連接，所述濾波電路及AD轉(zhuǎn)換電壓基準(zhǔn)均與24位數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片AD7787信號(hào)連接；所述數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由RS485轉(zhuǎn)換電路和及微處理器ATMEGA16組成，所述微處理器ATMEGA16與RS485轉(zhuǎn)換電路信號(hào)連接；所述24位數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片AD7787通過(guò)SPI端口與微處理器ATMEGA16信號(hào)連接，本發(fā)明采集精度高，可以適用于高要求系統(tǒng)；專(zhuān)門(mén)用于為西門(mén)子PLC模數(shù)轉(zhuǎn)換，大大降低了設(shè)備成本。
文檔編號(hào)G05B19/05GK102736549SQ201210170018
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者于春霞, 王繼許 申請(qǐng)人:青島華特自動(dòng)化設(shè)備有限公司