一种多路开关量扫描检测系统的制作方法

本实用新型涉及检测、控制技术领域，特别涉及一种多路开关量扫描检测系统。

背景技术：

在现代工业生产和科学研究过程中，常常需要检测开关量信号变化，然后根据各个开关量信号变化关系判决工作状态、影响因素、异常因素等信息。例如在工业测控系统中,需要检测电磁继电器、辅助开关等设备产生的开关信号,进行判断从而做出相应的控制策略。目前市场上的一些数据采集卡或相应的数字量扩展模块可以实现基本的开关量信号检测需求，但对多达几十路甚至上百路的开关量信号的实时检测还没有专门的应用，而且随着检测路数增多成本和体积都大幅提高，现场接线也繁琐复杂。另一方面，开关量进行长距离传输时，容易受到外界的电磁干扰，导致传输信号发生畸变或失真；而且开关量通过长电缆单端接入微处理器，由于电缆的线路阻抗与电压降，限制了该电缆的距离。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种多路开关量扫描检测系统，综合实现多路开关量扫描检测，具有检测灵活、可靠、路数多以及体积小、成本低、传送距离远等良好效果。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种多路开关量扫描检测系统，包括检测控制单元3，检测控制单元3与输入滤波、隔离、整形电路1和输出隔离、驱动电路2连接，使输入、输出口以扫描方式工作，轮循检测各路开关量状态，并对检测结果进行处理，同时检测控制单元3与开关量位置显示电路4相连，显示开关量动作的行列位置，与rs232串口通信电路5连接，实现和上位计算机的通信功能，与两路485通信电路6连接，分别实现和plc以及两个检测系统级联工作的通讯功能。

所述的输出隔离、驱动电路2，对检测控制单元的输出信号进行隔离与放大。

所述的检测控制单元3控制扫描检测方式，并显示检测结果，同时将检测结果以通讯的方式传送给plc或上位计算机进行监测控制。

所述rs232串口通信电路5,包括rs232电平转换电路和通讯指示电路，用于提供扫描检测系统和上位计算机的通讯接口，实现实时监控扫描系统检测结果。

所述的两路rs485通信电路,包括rs485电平转换电路和通讯指示电路，分别提供扫描检测系统和plc的通讯接口，以及两个扫描检测系统级联工作的通讯接口。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型提供了一种多路开关量扫描检测系统，综合实现多路开关量扫描检测，实现检测灵活、可靠、路数多以及体积小、成本低、传送距离远等良好效果。

2、本实用新型提供了一种多路开关量扫描检测系统，其通过所述输入滤波、隔离、整形电路和输出隔离、驱动电路，保证检测控制系统的输入、输出信号完整、可靠。

3、本实用新型提供了一种多路开关量扫描检测系统，其通过所述检测控制单元以软件编程的方式控制扫描检测方式，并显示检测结果，同时将检测结果以通讯的方式传送给plc或上位计算机进行监测控制。其利用巧妙的软件编程实现行列扫描检测控制，利用较少的硬件接口，检测较多路数的开关量信号。

4、本实用新型提供了一种多路开关量扫描检测系统，其通过所述两路rs485通信电路，分别提供扫描检测系统和plc的通讯接口，以及两个扫描检测系统级联工作的通讯接口。本系统采用rs485总线作为开关量信号输入信道，一方面rs485总线的差分通讯方式可以抑制外界干扰信号，提高传输质量；另一方面，由于开关量信号采用低频信号传输，可以在相同条件下大大提高其传输距离。而且，两个检测系统的级联工作模式可以使检测到的开关量路数成倍增加。

5、本实用新型提供了一种多路开关量扫描检测系统，可2套系统同时工作实现对384路开关量的监测控制，3套系统同时工作实现对768路开关量的监测控制等。

附图说明

图1为本实用新型所述输入滤波、隔离、整形电路的电路原理图。

图2为本实用新型所述输出隔离、驱动电路的电路原理图。

图3为本实用新型所述检测控制单元的电路原理图。

图4为本实用新型所述开关量位置显示电路的电路原理图。

图5为本实用新型所述rs232串口通信电路的电路原理图。

图6为本实用新型所述两路rs485通信电路的电路原理图。

图7为本实用新型线框示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图7所示，本实用新型提供了一种多路开关量扫描检测系统，包括检测控制单元3，检测控制单元3与输入滤波、隔离、整形电路和1输出隔离、驱动电路2连接，使输入、输出口以扫描方式工作，轮循检测各路开关量状态，并对检测结果进行处理，同时检测控制单元3与开关量位置显示电路4相连，显示开关量动作的行列位置，与rs232串口通信电路5连接，实现和上位计算机的通信功能，与两路485通信电路6连接，分别实现和plc以及两个检测系统级联工作的通讯功能。

所述的一种多路开关量扫描检测系统也可以两个检测系统级联工作，实现对192路开关量的监测控制。还可2套系统同时工作实现对384路开关量的监测控制，3套系统同时工作实现对768路开关量的监测控制等。

优选的是，所述输入滤波、隔离、整形电路1和输出隔离、驱动电路2，提供可靠的输入、输出信号。

优选的是，所述检测控制单元3，以软件编程的方式控制扫描检测方式，并显示检测结果，同时将检测结果以通讯的方式传送给plc或上位计算机进行远程监测控制。

优选的是，所述rs232串口通信电路5包括rs232电平转换电路和通讯指示电路，用于提供扫描检测系统和上位计算机的通讯接口，实现对检测系统的实时监控功能。

优选的是，所述两路485通信电路包括rs485电平转换电路和通讯指示电路，分别提供扫描检测系统和plc的通讯接口以及两个扫描检测系统级联工作的通讯接口。

如图1所示，在所述输入滤波、隔离、整形电路1中x1为8路输入信号其中之一，r23、c23构成rc滤波电路。u13为光耦，对输入信号进行光电隔离，用来减小干扰以及保护输入接口。u2c为施密特触发器，对输入信号进行进一步整形，提高输入信号的质量。所述多路开关量扫描检测系统共有8路检测输入口，故有同样的电路8个。

在上述情况的基础上，又一个实施例，所述输出隔离、驱动电路2中，如图2所示，u10为光耦，对输出信号进行光电隔离，保护输出接口。vt11为三极管，对输出信号进行进功率放大，提高输出信号抗干扰能力。所述多路开关量扫描检测系统共有12路检测输出口，故有同样的电路12个。

在上述情况的基础上，又一个实施例，所述检测控制单元3包括数字可编程器件stc12c5a60s2、上电复位电路，时钟电路，电源滤波电路。如图3所示，u9为数字可编程器件stc12c5a60s2，可以通过软件编程的方式完成检测扫描控制，位置显示，串口通信，rs485通信等功能。s6、r22、c17构成按键复位电路和上电复位，上电瞬间c17通过r22充电，rst为高电平，充电完成后被拉低，实现上电复位功能，按键s6按下rst被拉高，实现按键复位功能。y2、c18、c21构成时钟电路，为stc12c5a60s2工作提供震荡频率，其中y2为无源晶振，c18、c21为起振电容。c19、c20构成电源滤波电路。

在上述情况的基础上，又一个实施例，所述位置显示电路4包括驱动单元和显示单元。如图4所示，vt2、vt4、vt5为数码管公共端驱动三极管，增加显示驱动电流。ds1为三位共阳数码管，左边前两位用于显示动作开关量所在行列矩阵中的列号(1～12)，左起第三位用于显示动作开关量所在行列矩阵中的行号(1～8)，通过观察三位数码管的显示数字可确定动作开关量所在行列矩阵中的位置。

在上述情况的基础上，又一个实施例，所述rs232串口通信电路5中，如图5所示，u6为max232电平转换芯片，主要实现ttl电平到rs232电平的转换，从而实现stc12c5a60s2和计算机的通讯功能。vl9、vl10为通讯指示灯，当接收到数据时，rxd为低电平，vl10指示灯亮；当发送数据时，txd为低电平，vl99指示灯亮。cn4为9针串口接头，可通过一跟串口线和电脑连接，实现对扫描检测系统状态监控功能。

在上述情况的基础上，又一个实施例，所述两路rs485通信电路6中，如图6所示，u5为max485电平转换芯片，主要实现ttl电平到rs485电平的转换，从而实现stc12c5a60s2和plc以及级联检测工作方式的通讯功能。vl3、vl5为通讯指示灯，当接收到数据时，rxd2为低电平，vl5指示灯亮；当发送数据时，txd2为低电平，vl3指示灯亮。cn3为9针串口接头，可通过一根485总线连接到plc，或者另一个级联扫描检测系统。所述多路开关量扫描检测系统共有两路rs485通讯电路，一路用于和plc连接，一路用于和另一个扫描检测系统连接构成级联工作方式，故有同样的电路2个。

该检测系统共有8路输入口，12路输出口，按照行列扫描方式工作，可检测96路开关量，并显示检测结果，同时可将检测结果以通讯的方式传送给plc或上位计算机进行监测控制。也可以两个检测系统级联工作，实现对192路开关量的监测控制。还可2套系统同时工作实现对384路开关量的监测控制，3套系统同时工作实现对768路开关量的监测控制等。而且本检测系统采用rs485总线作为开关量信号输入信道，一方面rs485总线的差分通讯方式可以抑制外界干扰信号，提高传输质量；另一方面，由于开关量信号采用低频信号传输，可以在相同条件下大大提高其传输距离。通过在输入设备端增加光电隔离设备及软件上采取相应的防抖动等措施，完全可以保证通讯正确率。