专利名称：基于PLCcore-CF54模块的模拟量输入板卡的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机车车辆网络控制，尤其涉及一种基于PLCcore-CF54模块 的模拟量输入板卡具有CAN总线通讯接口、 RS232接口和以太网接口，本板卡 CAN总线应用层协议采用CANopen，可以作为遵循CANopen协议的网络控制 平台上的从设备。该板卡符合铁道行业标准TB/T 3021-2001《铁道机车车辆电 子装置》。
背景技术：
控制器局域网CAN (Controller Area Network)是二十世纪八十年代初德国 Bosch公司为解决现代汽车中众多控制单元、测试仪器之间的实时数据交换而开 发的一种串行通信协议网络，是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN总线 特点特点是采用双线差分信号、废除传统的站地址编码，采用多主方式工作、 短帧结构和非破坏性总线仲裁，保证了数据通信的高可靠性、实时性和灵活性。 CAN总线具有较高的性能价格比，它结构简单，CAN控制器在大量的微处理器 中得到集成，开发平台简单。
CANopen协议是基于CAN总线的一种高层协议，在欧洲应用较为广泛，适 合于电梯电气、越野汽车、航海电子、医疗电器、工程机械、铁路机车等领域， 目前很多欧洲城轨车、轻轨和地铁均采用CANopen协议。 发明内容
本实用新型的目的在于设计一种基于PLCcore-CF54模块的模拟量输入板 卡，该板卡具有CAN总线接口、 RS232接口和以太网接口，是具有CANopen 应用层协议的从设备，适合各种类型的铁路机车模拟量输入采集。
本实用新型的技术解决方案是这样实现的
一种基于PLCcore-CF54模块的模拟量输入板卡，包括由MAX3243构成的 RS232串口配置单元和RS232串行总线接口、工业以太网物理接口、 CAN总线 物理接口和PLCcore-CF54模块驱动缓冲接口 ，所述的RS232串口配置单元和RS232串行总线接口、工业以太网物理接口、 CAN总线物理接口均通过 PLCcore-CF54模块驱动缓冲接口实现；其中所述的配置串口单元和串行总线接 口，具有单片双串口功能，串口发送TxD0、 TxDl连接到芯片MAX3243的13 和14脚T1IN、 T2IN，串口接收RxD0、 RxDl连接到芯片的18和19脚RIOUT、 R20UT;所述的CAN总线物理接口由HCPL0661和PCA82C250构成，CAN总 线发送信号CAN一TxO经过74ABT04D缓冲驱动光耦输入3脚，输出信号经过 电阻连接到物理层芯片1脚TXD，最终变成差分信号驱动管脚7的CANH和管 脚6的CANL，总线上的接收信号经过物理层芯片变换成数字信号驱动4脚 RXD， RXD输入连接光耦1脚，7脚输出送到缓冲芯片，其特征在于所述的模 拟量输入通道由运放电路构成，输入通道信号连接到电阻分压网络，分压后接 到运放网络进行检波、滤波和变换。
所述的RS232串口配置单元配置以太网IP地址、网关和子网掩码，RS232 串行总线接口则完成正常的串口通讯和调试配置应用参数。
所述的CAN总线物理接口由HCPL0661和PCA82C250构成，PCA82C250 是CAN总线驱动收发器，HCPL0661实现CAN总线和网关板电气隔离，和外 围的电阻、电感、TVS—起提高CAN总线的抗干扰能力，能够满足应用与恶劣 的电磁环境的需要。
所述的模拟量输入通道由输入分压/分流电阻电路、输入缓冲单元电路、精密 整流单元电路、比例单元电路和输出缓冲单元电路构成。模拟量输入端加压敏 电阻提高了模拟量采样的可靠性。
与现有技术相比较，本实用新型的优点在于采用了 PLA core-CF54模块做主 控芯片，同时配置RS232、 CAN和以太网接口，是具有CAN open应用层协议 的从设备，适合各种类型铁路机车模拟量的输入采集，并具有电器隔离和高的 CAN总线抗干扰能力，适用范围广，抗电磁干扰能力强。
本实用新型有7幅附图，其中
图l是本实用新型的结构框图2是RS232物理接口电路图3是以太网接口电路图；图4是CAN总线物理接口电路图； 图5是模拟量输入电路图6是PLCcore-CF54物理接口电气定义；
图7是PLCcore-CF54接口缓冲驱动设计电路图。
在图中1、 PLC core-CF54模块2、 PLC core-CF54驱动缓冲接口 3、 模拟量输入物理量接口 4、CAN总线物理接口 5、以太网接口 6、RS232 物理接口。
具体实施方式
如图1 图7所示。 一种基于PLCcore-CF54模块的模拟量输入板卡，包括由 MAX3243构成的RS232串口配置单元和RS232串行总线接口、工业以太网物 理接口、 CAN总线物理接口和PLCcore-CF54模块驱动缓冲接口。所述的RS232 串口配置单元和RS232串行总线接口、工业以太网物理接口、 CAN总线物理接 口、模拟量输入通道均通过PLCcore-CF54模块驱动缓冲接口实现；其中所述的 串口配置单元和串行总线接口具有双串口功能，串口发送RXD0、 RXD1连接到 芯片MAX3243的13脚和14脚T1IN、 T2IN，串口接收RXD0、 RXD1连接到 芯片的18脚和19脚R10UT/R20UT;所述的CAN总线物理接口由HCPL0661 和PCA82C250构成，CAN总线发送信号CAN-TX0经过74ABT04D缓冲驱动 光耦输入3脚，输出信号经过电阻连接到物理芯片PCA82C250的1脚TXD，最 终变成差分信号驱动管脚7的CANH和管脚6的CANL，总线上的接收信号经 过物理层芯片变换成数字信号驱动4脚RXD， RXD输入连接光耦1脚，7脚输 出送到缓冲芯片，其特征在于所述的模拟量输入通道由运放电路构成，输入通 道信号连接到电阻分压网络，分压后接到运放网络进行检波、滤波和变换。
作为一个实施例，该板卡包括两路RS232串行通信接口、 一个以太网通信 接口、 一路CAN总线通信接口和16路模拟量输入通道。 一路RS232串口配置 以太网IP地址、网关和子网掩码； 一路RS232串口用于配置网关应用层参数。 以太网用于下载应用层程序和以太网通信。所述的16路模拟量输入板卡，每通 道采用压敏电阻，提高模拟量采样的可靠性并有效的抑制了电磁干扰。 PLCcore-CF54模块能够进行复杂的运算和逻辑处理，能满足高端CANopen从设 备的应用需求。
权利要求1、一种基于PLCcore-CF54模块的模拟量输入板卡，包括由MAX3243构成的RS232串口配置单元和RS232串行总线接口(6)、工业以太网物理接口(5)、CAN总线物理接口(4)和PLCcore-CF54模块驱动缓冲接口(2)，所述的RS232串口配置单元和RS232串行总线接口、工业以太网物理接口、CAN总线物理接口、模拟量输入通道均通过PLCcore-CF54模块驱动缓冲接口实现；其中所述的配置串口单元和串行总线接口，具有单片双串口功能，串口发送TxD0、TxD1连接到所述芯片MAX3243的13和14脚T1IN、T2IN，串口接收RxD0、RxD1则连接到所述芯片的18和19脚R1OUT、R2OUT；所述的CAN总线物理接口由HCPL0661和PCA82C250构成，CAN总线发送信号CAN_Tx0经过74ABT04D缓冲驱动光耦输入3脚，输出信号经过电阻连接到物理层芯片PCA82C2501脚TXD，最终变成差分信号驱动管脚7的CANH和管脚6的CANL，总线上的接收信号经过物理层芯片变换成数字信号驱动4脚RXD，RXD输入连接光耦1脚，7脚输出送到缓冲芯片，其特征在于所述的模拟量输入通道由运放电路构成，输入通道信号连接到电阻分压网络，分压后接到运放网络进行检波、滤波和变换。
2、 根据权利要求l所述的基于PLCcore-CF54模块的模拟量输入板卡，其特征在于所述的RS232串口配置单元配置以太网IP地址、网关和子网掩码，RS232串行总线接口则完成正常的串口通讯和调试配置应用参数。
3、 根据权利要求l所述的基于PLCcore-CF54模块的模拟量输入板卡，其特征在于所述的CAN总线物理接口由HCPL0661和PCA82C250构成，PCA82C250是CAN总线驱动收发器，HCPL0661实现CAN总线和板卡电气隔离，和外围的电阻、电感、TVS—起提高了CAN总线的抗干扰能力。
4、 根据权利要求1所述的基于PLCcore-CF54模块的模拟量输入板卡，其特征在于模拟量输入适用于电流输入、电压输入和交流输入，每路模拟量输入通道包括输入分压/分流电阻电路、输入缓冲单元电路、精密整流单元电路、比例单元电路和输出缓冲单元电路。
专利摘要本实用新型公开了一种基于PLCcore-CF54模块的模拟量输入板卡，包括由MAX3243构成的RS232串口调试配置单元和RS232串行总线接口、工业以太网物理接口、CAN总线物理接口和PLCcore-CF54模块驱动缓冲接口，所述的CAN总线物理接口由HCL0661和PCA82C250构成，其特征在于所述的模拟量输入通道由运放构成；所述的RS232串口配置单元和RS232串行总线接口、工业以太网物理接口、CAN总线物理接口和模拟量输入均通过PLCcore-CF54模块驱动缓冲接口来实现。该网关基于PLCcore-CF54模块，具有多种外设通讯接口，模块本身资源丰富，适宜在现场情况复杂，工作环境恶劣的机车网络系统中应用。
文档编号G05B19/05GK201274008SQ20082001524
公开日2009年7月15日 申请日期2008年8月26日 优先权日2008年8月26日
发明者王忠福 申请人:大连电力牵引研发中心