一种I/O采集装换装置的制作方法

一种i/o采集装换装置
技术领域
1.本实用新型一种i/o采集装换装置，属于i/o采集装换装置技术领域。


背景技术：

2.随着微电子技术的发展，plc技术得到迅猛的发展。在工业自动化控制领域和弱电系统中plc被大规模地应用，常规仪表及单元控制仪表的功能被各种高度集成的控制系统所代替，让工业装置可以实现更加灵活的控制方案，并为维护维修带来极大的方便。
3.在组成控制系统时，仍然需要使用大量的分立接线元件，如电源分配开关、接线端子、各类固态继电器、保险等，系统设计、施工图的绘制、元器件选择和装配、配线、标记、检验、维护维修需要消耗大量的人力物力，当前劳动力紧张和供货紧张的现状迫切需要将这些外围元件集成化以提高工作效率。
4.传统的控制柜中有很多电气附件如空气开关、固态继电器、隔离器、安全栅、端子、保险等，各个元器件之间存在杂乱无序的接线，为运行维护带来极大的不便，降低工作效率、加大了劳动强度。
5.在供热现场，大多数用模拟量信号表示连续的数据（如压力、温度、电流等），而标准模拟量信号一般多为4-20ma电流信号或0-10v电压信号，随着自动化系统越来越复杂，直接将各模拟量信号与主机直接连接已不现实，会造成信号传输的不稳定性，从而导致机组运行隐患。


技术实现要素：

6.本实用新型为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种i/o采集装换装置硬件结构的改进。
7.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种i/o采集装换装置，包括壳体，所述壳体内部设置有控制电路板，所述控制电路板上集成有rs485转换模块、ac220v电源输入接口、保险管、固态继电器、数字量输出转换端子、模拟量输入转换端子、dc24v电源输入接口、数字量输入转换端子和电路板线路直连端子、rs485通信接口，所述rs485转换模块通过导线分别与数字量输出转换端子、模拟量输入转换端子、数字量输入转换端子相连，将开关量信号、模拟量信号经过模数转换后转换为数字通信信号，通过rs485通信接口传输至plc控制器，所述plc控制器通过rs485通信线缆与rs485通信接口相连；
8.所述电路板线路直连端子分别设置在控制电路板的两端，通过导线分别与plc控制器、测控终端设备相连；
9.所述ac220v电源输入接口通过电源线与市电相连，所述dc24v电源输入接口将ac220v电源转换为dc24v电源输出给控制电路板供电。
10.所述壳体具体设置为挂式长方体，采用钣金材质。
11.所述模拟量输入转换端子具体采集4-20ma电流模拟量信号。
12.所述rs485转换模块采用的通信协议为工业通信标准的modbus rtu协议。
13.本实用新型相对于现有技术具备的有益效果为：本实用新型提供的i/o采集装换装置实现了接线电气附件的集成化，改变常规自控柜接线和信号采集方式，可用于控制柜布线设计，也可作为采集器单独使用，提高了信号传输的稳定性，提升了机组运行安全性；省去了一部分的导线和端子连接，提高了稳定性，减少了接线方面的故障率，维修效率可提高30%；控制柜小型化，集成了大部分的接线端子，控制柜的尺寸可以相对缩小，综合经济效益；扩充模拟量控制点位数量，适于各种供热自动化控制工况。
附图说明
14.下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
15.图1为本实用新型控制电路板的结构示意图；
16.图中：1为rs485转换模块、2为ac220v电源输入接口、3为保险管、4为固态继电器、5为开关量输出转换端子、6为模拟量输入转换端子、7为dc24v电源输入接口、8为开关量输入转换端子、9为电路板线路直连端子、10为rs485通信接口。
具体实施方式
17.如图1所示，本实用新型一种i/o采集装换装置，包括壳体，所述壳体内部设置有控制电路板，所述控制电路板上集成有rs485转换模块1、ac220v电源输入接口2、保险管3、固态继电器4、数字量输出转换端子5、模拟量输入转换端子6、dc24v电源输入接口7、数字量输入转换端子8和电路板线路直连端子9、rs485通信接口10，所述rs485转换模块1通过导线分别与数字量输出转换端子5、模拟量输入转换端子6、数字量输入转换端子8相连，将开关量信号、模拟量信号经过模数转换后转换为数字通信信号，通过rs485通信接口10传输至plc控制器，所述plc控制器通过rs485通信线缆与rs485通信接口10相连；
18.所述电路板线路直连端子9分别设置在控制电路板的两端，通过导线分别与plc控制器、测控终端设备相连，plc控制器与测控终端设备之间通过控制电路板上设置的保险管3进行过载保护；
19.所述ac220v电源输入接口2通过电源线与市电相连，所述dc24v电源输入接口7将ac220v电源转换为dc24v电源输出给控制电路板供电。
20.所述壳体具体设置为挂式长方体，采用钣金材质。
21.所述模拟量输入转换端子6具体采集4-20ma电流模拟量信号。
22.所述rs485转换模块1采用的通信协议为工业通信标准的modbus rtu协议。
23.本实用新型提供的i/o采集装换装置，目的是为了优化机组控制部分结构，不仅实现小型化结构改造，还要满足柜内信号传输稳定化、集成化的需求，能够减少故障率，降低维护人员技术要求。主要包含定制钣金外壳、pcb电路板、保险管3、固态继电器4、rs485转换模块1以及相关辅助电器保护元件组成，实现了接线电气附件的集成化，改变常规自控柜接线和信号采集方式，可用于控制柜布线设计，也可作为采集器单独使用。提高了信号传输的稳定性，提升了机组运行安全性。
24.本实用新型的控制电路板是一款用于采集开关量信号，4-20ma电流模拟量信号的采集转换模块。主要原理是将开关量信号、电流信号采集输入，然后经过电路板处理再通过rs485通信接口10与plc控制器相连接，而其通信协议采用工业通信标准的modbus rtu协
议。主要用作各种测控终端的数据采集及转换，适用于各行业的自动化、信息化系统。
25.本实用新型通过pcb电路板对接线、保险管3、固态继电器4等元件实现集成；由rs485转换模块1对开关量信号，4-20ma电流模拟量信号进行采集。采集信号进行转换，变成rs485信号。本实用新型的rs485转换模块1安装在电路板右边。
26.下面根据附图1提供的实施例对本实用新型进行详细说明。
27.在电路板上方安装ac220v电源输入接口2和dc24v电源输入接口7，用来给电路板通电和输出dc24v电源。
28.右方安装rs485转换模块1和模拟量输入转换端子6，rs485转换模块1的主要原理是将开关量信号、电流信号采集输入，然后经过电路板处理再通过rs485通信接口10与plc控制器相连接，而其通信协议采用工业通信标准的modbus rtu协议。
29.电路板中间是保险管3，保护电路板不会烧毁。
30.电路板左下方是固态继电器4，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种开关，故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。在固态继电器4下方是开关量输出转换端子5，右下角为开关量输入转换端子8。电路板的上下两端设置有电路板线路直连端子9，一端的电路板线路直连端子9连接plc控制器，另一端的电路板线路直连端子9连接设备。
31.本实用新型具备多路数字量输入和模拟量输入通道，满足供热控制系统的点位设计。替代硬件接线和继电器控制方式，将繁琐的硬件线路全部集成到此电路版上。数字输入通道和模拟量输入通道将采集到的信号通过模数转换成数字信号，通过rs485接口使用标准的modbus rtu协议可与各种plc进行通信。
32.本实用新型集成了保险、固态继电器、隔离器等电气附件，对运行维护带来极大的方便，能够减少故障率。
33.本实用新型集成了数字量和模拟量采集仪并转换成数字信号，提高了信号传输的稳定性，提升了机组运行安全性。
34.关于本实用新型具体结构需要说明的是，本实用新型采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本实用新型提出的技术问题，本实用新型中出现的部件、模块、具体元器件的型号、连接方式除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的已公开专利、已公开的期刊论文、或公知常识等现有技术，无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。
35.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。