一种开关量信号采集RTU的制作方法

本发明涉及一种开关量信号采集装置，具有涉及一种开关量采集rtu。

背景技术：

rtu是用于监视、控制与数据采集的应用，既能远程监测，也可以远程控制，是集数据采集、控制、传输功能于一体，采用低功耗设计，在电力、水力等行业被广泛应用。目前市面上用于检测开关量信号的电路，按开关量输入电平的不同分为npn型和pnp型。npn型指低电平有效，pnp型指高电平有效。用户根据待测开关量信号的电平值来选择相应类型的检测电路，但不能同时兼容检测npn型与pnp型电平信号。因此，自带某种类型信号检测电路的控制系统，无法实现与任何类型设备之间的无障碍通讯。例如，自带npn型信号检测电路的数控系统，无法与输出开关量信号为高电平的机床通讯，给用户在数控机床使用中造成诸多不便。同时在电力系统中，开关量信号需要长距离传输，传统线缆通讯以不能满足需求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够同时兼容检测npn型与pnp型电平信号的开关量检测rtu，从而满足客户对任何类型开关量信号进行检测。

本发明通过下述技术方案实现：

一种开关量信号采集rtu，包括电源、主控单元、开关量数控检测模块和继电器。其中，开关量数控检测模块接收主控单元发送的控制信号，同时检测外部设备输入的开关量信号，并将检测结果发送至主控单元处理，主控单元将处理结果发送至继电器，所述继电器控制外部线路开断。

作为对本发明的进一步描述，该开关量信号采集rtu的主控单元采用stm32单片机，用于运行程序实现通讯、输入信号状态检测、检测信号类型切换、继电器输出。

作为对本发明的进一步描述，该开关量信号采集rtu的开关量数控检测模块包括一个开关量检测切换电路，该开关量检测切换电路包括一个npn型三极管和一个pnp型三极管，可灵活切换为npn或pnp检测单路。

作为对本发明的进一步改进，为同时满足开关量信号长距离传输的功能，该开关量信号采集rtu还设置有通信模块。该通信模块通讯模块用于与主控单元和外部设备通讯。

作为对本发明的进一步描述，该通信模块远端通过lora、4g、nb、rs485任意一种通讯方式，遵循modbus协议读取stm32内部寄存器获取到开关量输入状态，实现远程读取开关量信号功能。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1.本发明同时兼容检测npn型与pnp型电平信号，实现与任何类型设备之间的无障碍通讯。同时满足电力系统中，开关量信号的长距离传输。

2.本发明满足输入触发信号可配置的功能，同时实现di-do联动。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成

本技术：
的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1开关量信号采集rtu结构示意图。

附图标记及对应的零部件名称：

1-数据控制单元，2-开关量数控检测模块，3-继电器，4-通讯模块，5-电源。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

目前，由于市面上用于检测开关量信号的设备为自带npn型或pnp型信号检测电路的数控系统，不便于用户对任何类型的开关量信号的检测。针对此问题，本发明提供了一种如图1所示的同时兼容检测npn型与pnp型电平信号的开关量信号采集rtu。该开关量信号采集rtu主要包括电源、主控单元、开关量数控检测模块和继电器。

其中，电源为主控单元、开关量数控模块和继电器供电。主控单元采用stm32单片机，其主要功能为运行程序实现通讯、输入信号状态检测、检测信号类型切换和继电器输出。如图1所示，stm32单片机与开关量数据检测模块连接，用于接收开关量数据检测模块发送的信号，并控制开关量检测模块2工作。同时stm32单片机与继电器连接，控制继电器工作。

为进一步实现开关量信号长距离传输的功能，开关量信号采集rtu还设置有通迅模块，该通讯模块读取stm32单片机中的信息，并可通过lora、4g、nb、rs485的任意一种通讯方式实现与外部通讯。

进行开关量信号检测时，首先通过上位软件进行设备参数配置，并通过rs485通讯模块将配置好的设备参数下载到设备中。然后启动设备，启动时设备自动读取参数，并根据参数类型将输入模式切换为相应的npn型或pnp型，经过检测电路输入npn型/pnp型开关量信号至stm32单片机，触发io输入中断，当stm32单片机检测到开关量信号时即产生事件标志，写入输入开关量状态到内部寄存器中，并根据上位软件配置时间报警操作来控制继电器输出，实现开关量输入与继电器输出联动。此外，通讯模块遵循modbus协议读取stm32内部寄存器从而获取到开关量输入状态，通过rs485实现远程读取开关量信号功能。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种开关量采集rtu，包括主控单元(1)、开关量数控检测模块(2)和继电器(3)，所述开关量数控检测模块(2)接收主控单元(1)发出的控制信号，同时检测外部设备输入的开关量信号，并将检测结果发送至主控单元(1)进行处理，主控单元(1)将处理结果发送至继电器(3)，所述继电器(3)控制外部线路开断。

2.根据权利要求1或2所述的一种开关量采集rtu，其特征在于，所述主控单元(1)为stm32单片机。

3.根据权利要求1或2所述的一种开关量采集rtu，其特征在于，所述开关量数控检测模块(2)包括一个开关量检测切换电路，所述开关量检测切换电路包括一个npn型三极管和一个pnp型三极管。

4.根据权利要求1或2所述的一种开关量采集rtu，其特征在于，包括通讯模块(4)，所述通讯模块(4)用于与主控单元(1)和外部设备通讯。

5.根据权利要求4所述的一种开关量采集rtu，其特征在于，所述通讯模块(4)为lora远程通讯模块、4g/nb远程通讯模块、nb远程通讯模块、rs485远程通讯模块中的任意一种。

6.根据权利要求1或2所述的一种开关量采集rtu，其特征在于，包括电源(5)，为各单元模块供电。

技术总结
本发明公开了一种开关量信号采集RTU,由5个单元组成、其中包括主控单元STM32单片机、电源、开关量数控检测模块、通讯模块、继电器输出单元。主控单元主要用于运行程序实现通讯、输入信号状态检测、检测信号类型切换、继电器输出。电源：提供电源给各个单元，保证各个单元正常工作。开关量输入检测单元：内部包含有一个开关量检测切换电路可以灵活切换为NPN或3PNP检测单路。通讯模块单元：用于支持4G、NB、LoRA、RS485通讯。继电器输出单元：拥有常开常闭触点，可控制外部线路开断。

技术研发人员：李强;张泰轩
受保护的技术使用者：成都众山科技有限公司
技术研发日：2020.12.15
技术公布日：2021.03.16