专利名称:具有交流电流测量和模拟量输出功能的扩展模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种具有交流电流测量和模拟量输出功能的扩展模块，它包括中央处理器、一路交流电流采集电路、一路模拟量输出检测电路和与所述中央处理器连接的CANBUS通信模块；所述中央处理器采用STM32F103RCT6型嵌入式微控制器。本实用新型设置在待采集设备与控制设备之间，以便对设备进行数据采集，通过交流电流采集电路采集交流电流数据，以及通过模拟量输出检测电路输出模拟量控制信号，所述CANBUS通信模块把采集到的数据快速输出到需要扩展的控制设备上，实现了数据高速处理，同时控制设备下放的控制命令快速下达；其具有接线简单、实时性好、传送速率高和扩展兼容性好的优点。
【专利说明】具有交流电流测量和模拟量输出功能的扩展模块
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种扩展模块，具体的说，涉及了一种具有交流电流测量和模拟量输出功能的扩展模块。
【背景技术】
[0002]一般的控制设备由于板材、外壳、成本等因素，在面对大型的船用柴油发电机监测的时候，由于大型船用柴油发电机要求进行多重电压检测保护，且检测对象过多，所以交流电流检测的端口不够，另外，模拟量输出口还可以用来控制船用柴油发电机，比如船用柴油发电机上用的电子调速器，大型设备对远程数据监控要求过多，所以模拟量输出的端口不够，一般情况下都是使用分离设备进行搭接这样导致可靠性和稳定性很差。
[0003]为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种接线简单、实时性好、传送速率高和扩展兼容性好的具有交流电流测量和模拟量输出功能的扩展模块。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:一种具有交流电流测量和模拟量输出功能的扩展模块，它包括中央处理器、至少一路交流电流采集电路、至少一路模拟量输出检测电路和与所述中央处理器连接的CANBUS通信模块；
[0006]所述交流电流采集电路包括电阻R46、电阻R47、电容C148、电容C19、片式磁珠L25和电流互感器TCl，所述电流互感器TCl的两个输入端作为电流采样输入端，电流互感器TCl的两个输出端之间并联所述电阻R47，所述电阻R47 —端接参考电压Vref，所述电阻R47另一端通过所述片式磁珠L25连接所述电阻R46的一端，所述电阻R46的两端分别连接所述电容C148的一端和所述电容C19的一端，所述电容C148的另一端和所述电容C19的另一端接地，所述电阻R46的另一端作为电流采样输出端并连接所述中央处理器的信号采集口 ；
[0007]所述模拟量输出检测电路包括数模转换器U24、隔离变送器U26和二极管D15，所述中央处理器的信号输出端分别连接所述数模转换器U24的同步引脚、所述数模转换器U24的时钟引脚和所述数模转换器U24的数字输入引脚，所述数模转换器U24的模拟输出引脚和所述数模转换器U24的反馈引脚分别连接所述隔离变送器U26的正向输入引脚，所述数模转换器U24的电源电压引脚和所述数模转换器U24的参考电压引脚分别接正电压VDD，所述数模转换器U24的接地引脚分别连接所述隔离变送器U26的负向输入引脚和所述隔离变送器U26的负电压输入引脚并接地，所述隔离变送器U26的正电压输入引脚接+5V电压，所述隔离变送器U26的正向输出引脚连接所述二极管D15的阳极，所述隔离变送器U26的负向输出引脚和所述二极管D15的阴极作为所述模拟量输出检测电路的输出端。
[0008]基于上述，所述中央处理器是STM32F103RCT6型嵌入式微控制器。
[0009]基于上述，所述数模转换器U24是DAC8501型数模转换器，所述隔离变送器U26是TS160S-3.3型隔离变送器。
[0010]本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型安装在船用柴油发电机和控制设备之间，以此扩展控制设备的采集端口 ；通过所述交流电流采集电路和所述模拟量输出检测电路进行数据采集，采集后的数据通过所述CANBUS通信模块输出给控制设备，实现了数据的高速处理；同时控制设备下方模拟量控制信号并通过所述交流电流采集电路下放给船用柴油发电机；其具有接线简单、实时性好、传送速率高和扩展兼容性好的优点。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的电路原理图。
【具体实施方式】
[0012]下面通过【具体实施方式】，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
[0013]如图1所示，一种具有交流电流测量和模拟量输出功能的扩展模块，它包括中央处理器、一路交流电流采集电路、一路模拟量输出检测电路和与所述中央处理器连接的CANBUS通信模块。整个扩展模块安装在船用柴油发电机和控制设备之间以此扩展所述控制设备的采集端口，实现数据的快速采集。
[0014]所述交流电流采集电路包括电阻R46、电阻R47、电容C148、电容C19、片式磁珠L25和电流互感器TC1，所述电流互感器TCl的输入端Pl和所述电流互感器TCl的输入端P2作为电流采样输入端，以此连接船用柴油发电机；电流互感器TCl的两个输出端之间并联所述电阻R47，所述电阻R47 —端接参考电压Vref，所述电阻R47另一端通过所述片式磁珠L25连接所述电阻R46的一端，所述电阻R46的两端分别连接所述电容C148的一端和所述电容C19的一端，所述电容C148的另一端和所述电容C19的另一端接地，所述电阻R46的另一端作为电流采样输出端Ia并连接所述中央处理器的信号采集口，采集到的交流电流数据上传给中央处理器；所述中央处理器是STM32F103RCT6型嵌入式微控制器，所述电阻R46的另一端连接所述STM32F103RCT6型嵌入式微控制器的PC5/ADC12_IN15引脚。
[0015]本实施例中，所述数模转换器U24是DAC8501型数模转换器；所述隔离变送器U26是TS160S-3.3型隔离变送器。
[0016]所述模拟量输出检测电路包括数模转换器U24、隔离变送器U26和二极管D15，所述中央处理器的PC5/ADC12_IN10引脚、PC5/ADC12_IN11引脚和PC5/ADC12_IN12引脚分别一一连接所述数模转换器U24的同步引脚SYNC、所述数模转换器U24的时钟引脚SCLK和所述数模转换器U24的数字输入引脚Din，所述数模转换器U24的模拟输出引脚Vout和所述数模转换器U24的反馈引脚Vfb分别连接所述隔离变送器U26的正向输入引脚Sin+，所述数模转换器U24的电源电压引脚Vdd和所述数模转换器U24的参考电压引脚Vref分别接正电压VDD，所述数模转换器U24的接地引脚GND分别连接所述隔离变送器U26的负向输入引脚Sin-和所述隔离变送器U26的负电压输入引脚Pin-并接地，所述隔离变送器U26的正电压输入引脚Pin+接+5V电压，所述隔离变送器U26的正向输出引脚Sout+连接所述二极管的阳极，所述隔离变送器U26的负向输出引脚Sout-作为所述模拟量输出检测电路的输出端SENS0R_0UT1-，所述二极管D15的引脚作为所述模拟量输出检测电路的输出端SENSOR_OUTl+o所述中央处理器经过CANBUS通信模块接收的模拟量控制信号，并经过所述模拟量输出检测电路向柴油发电机组下放控制命令。
[0017]所述中央处理器采集到的数据经过CANBUS通信模块输出给控制设备，实现了数据的高速处理。
[0018]需要说明的是在其它实施例中所述交流电流采集电路的路数和所述模拟量输出检测电路的路数可根据需要设置，增加扩展功能。例如设置三路所述交流电流采集电路和八路所述模拟量输出检测电路。
[0019]模拟量输出是所述中央处理器通过所述模拟量输出检测电路检测到模拟量状态数据后通过所述CANBUS通信模块快速地输出到需要同时扩展交流电流检测和模拟量输出的设备。所述交流电流采集电路用于采集交流电流数据，经过所述中央处理器转化后通过所述CANBUS通信模块把采集到的交流电流数据快速输出到需要同时扩展交流电流检测和模拟量输出的设备。
[0020]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型的【具体实施方式】进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
【权利要求】
1.一种具有交流电流测量和模拟量输出功能的扩展模块，其特征在于:它包括中央处理器、至少一路交流电流采集电路、至少一路模拟量输出检测电路和与所述中央处理器连接的CANBUS通信模块； 所述交流电流采集电路包括电阻R46、电阻R47、电容C148、电容C19、片式磁珠L25和电流互感器TC1，所述电流互感器TCl的两个输入端作为电流采样输入端，电流互感器TCl的两个输出端之间并联所述电阻R47，所述电阻R47 —端接参考电压Vref，所述电阻R47另一端通过所述片式磁珠L25连接所述电阻R46的一端，所述电阻R46的两端分别连接所述电容C148的一端和所述电容C19的一端，所述电容C148的另一端和所述电容C19的另一端接地，所述电阻R46的另一端作为电流采样输出端并连接所述中央处理器的信号采集口 ； 所述模拟量输出检测电路包括数模转换器U24、隔离变送器U26和二极管D15，所述中央处理器的信号输出端分别连接所述数模转换器U24的同步引脚、所述数模转换器U24的时钟引脚和所述数模转换器U24的数字输入引脚，所述数模转换器U24的模拟输出引脚和所述数模转换器U24的反馈引脚分别连接所述隔离变送器U26的正向输入引脚，所述数模转换器U24的电源电压引脚和所述数模转换器U24的参考电压引脚分别接正电压VDD，所述数模转换器U24的接地引脚分别连接所述隔离变送器U26的负向输入引脚和所述隔离变送器U26的负电压输入引脚并接地，所述隔离变送器U26的正电压输入引脚接+5V电压，所述隔离变送器U26的正向输出引脚连接所述二极管D15的阳极，所述隔离变送器U26的负向输出引脚和所述二极管D15的阴极作为所述模拟量输出检测电路的输出端。2.根据权利要求1所述的具有交流电流测量和模拟量输出功能的扩展模块，其特征在于:所述中央处理器是STM32F103RCT6型嵌入式微控制器。3.根据权利要求1所述的具有交流电流测量和模拟量输出功能的扩展模块，其特征在于:所述数模转换器U24是DAC8501型数模转换器，所述隔离变送器U26是TS160S-3.3型隔离变送器。
【文档编号】G05B19-414GK204287903SQ201420676682
【发明者】高昌盛, 李朝晖, 苗瑞涛, 水清华, 王向前 [申请人]郑州众智科技股份有限公司