一种双馈变频器的可扩展型数字量输入输出模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于风力发电设备技术领域，尤其是涉及一种双馈变频器的可扩展型数字量输入输出模块。
【背景技术】
[0002]目前，双馈变频器数字量输入输出模块主要是依赖进口，而这些进口模块成本高，并且必须依附于主机上使用;或者通过专用芯片实现总线扩展，但这些芯片仍是靠进口，且应用是基于某种操作系统之上，因此使用起来相当复杂;或者有些国内厂家自制的输入输出模块，不具备可扩展性，一旦遇上外部需求增加，很难方便、快速应对。
[0003]进口模块主流的以德国倍福公司的数字量输入输出模块为代表，采用E总线将控制层传输过来的二进制控制信号传到设备层的执行机构，但是必须依附于该公司特定型号的主机，局限性比较大。另外模块的工作温度范围O?55°C，不能满足风力发电领域中低温的环境要求。进口输入输出模块的工作拓扑图。如图1所示，图中的特定型号主机CX为倍福公司研发的专门适用于数字输入输出模块的主机模块，数字输入输出模块EL为具有扩展性的模块，与其主机模块通过E总线进行连接，如图中蓝色虚线所示。以上主机必须与模块配合使用，否则数字量输入输出模块无法正常工作。
[0004]采用专用芯片实现总线扩展的输入输出模块，专用芯片仍是采用倍福公司的Ether CAT协议芯片，完成从站的设计与配置。主站必须基于某种操作系统之上，如linux、windows CE、QNX等。改方案实现起来相当复杂。可操作性较差。
[0005]国内厂家最常用的实现方式是采用直接电连接的方式完成一定路数的数字量输入输出模块，可扩展性差，一旦出现新需求，很难快速应对。非扩展型输入输出模块的工作原理图。如图2所示，图中所示为一个4路输入输出的数字量模块，输入模块将信号输入到CPU芯片的Pl 口 1-4引脚，CPU根据工作状况，将输出信号从P2口 1-4引脚送出到数字量输出模块。实现方式简单快捷，缺点在于通道数量固定，无法很好的实现扩展。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明旨在提出一种双馈变频器的可扩展型数字量输入输出模块，以实现隔离型的、高速的、信号输入输出范围可变的可扩展型多路数字量输入输出模块。
[0007]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0008]—种双馈变频器的可扩展型数字量输入输出模块，包括复杂可编程逻辑器件CPLD和与其连接的数字量输入电路和数字量输出电路，
[0009]所述数字量输入电路包括依次连接的外部输入连接器、保护电路、数字量采集电路、隔离电路和波形整形电路，所述波形整形电路的输出端连接复杂可编程逻辑器件CPLD的1 口连接；
[0010]所述数字量输出电路包括依次连接的隔离电路、自保护型驱动电路、保护电路和外部输出连接器，所述隔离电路的输入端连接复杂可编程逻辑器件CPLD的1 口。[0011 ]进一步的，所述外部输入连接器和外部输出连接器均具有LED指示灯。
[0012]进一步的，所述隔离电路为由光耦、电阻组成的电路。
[0013]进一步的，所述保护电路由TVS管、压敏电阻组成。
[0014]进一步的，所述波形整形电路为具有施密特特性的电路结构。
[0015]相对于现有技术，本发明具有以下优势:
[0016](I)方便快捷，无需专用芯片或者操作系统，实现了数字量输入输出模块高效快速的扩展；
[0017](2)电路结构简单，容易实现，成本低；
[0018](3)支持各种不同电压等级的数字量信号输入，支持连续变化的一串脉冲信号的输入和识别。
【附图说明】
[0019]构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0020]图1是传统的进口型数字量输入输出模块的工作拓扑图；
[0021]图2是传统的非扩展型数字量输入输出模块的电路原理图。
[0022]图3为本发明实施例所述复杂可编程逻辑器件CPLD的程序流程图；
[0023]图4为本发明实施例所述数字量输入输出模块的硬件电路原理框图；
[0024]图5为本发明实施例所述整形电路的电路。
[0025]图中:
[0026]1-复杂可编程逻辑器件CPLD，2_隔离电路，3-波形整形电路，4-外部输出连接器，5-外部输入连接器，6-保护电路，7-数字量采集电路。
【具体实施方式】
[0027]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0028]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0029]—种双馈变频器的可扩展型数字量输入输出模块，如图4所示，包括复杂可编程逻辑器件CPLDl和与其连接的数字量输入电路和数字量输出电路，
[0030]所述数字量输入电路包括依次连接的外部输入连接器5、保护电路6、数字量采集电路7、隔离电路2和波形整形电路3，所述波形整形电路3的输出端连接复杂可编程逻辑器件CPLDl的1 口连接；
[0031]所述数字量采集电路7可以除了满足标准24V信号输入以外，能够使输入电路兼容各种电压等级的信号输入，如3.3V\5V\24V\1 1V等;隔离电路2启到输入与内部CPLD电气信号隔离的作用，隔离等级3KV以上。如图5所示，所述波形整形电路为施密特触发器电路，能够很好地将经隔离电路2输入的高频的经多级传输发生波形畸变或者边沿产生振荡的脉冲信号整成理想的方波信号，使得输出波形的边沿更加陡峭，便于CPLD对信号的捕捉，准确地被复杂可编程逻辑器件CPLDl识别；同时将一些列幅值各异的脉冲信号经波形整形电路后，只有那些幅度大于正向门槛电压值的信号才会被输出到后级电路，因此选择设置不同的正向门槛电压值，还能增加电路的抗干扰性，有利于保证各复杂可编程逻辑器件CPLDl的1 口的对状态判断的准确性。外部执行层设备开关量的变化通过外部连接器接入数字量输入电路，实现了对外部执行层设备状态的检测。其中TVS