专利名称：一种多功能模拟量采集模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多功能模拟量采集模块，适合于可编程控制器(PLC)自动控制系统使用，属于工业自动化领域。
背景技术：
目前，可编程控制器(PLC)控制系统在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、空调、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。其中，在工业行业应用中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换。PLC制造商都生产配套的A/D转换模块(即模拟量采集模块)，通过PLC与转换模块之间内部数据总线，将A/D转换模块采集的数据传送至PLC，使PLC实现模拟量采集。但由于PLC制造商配套的A/D转换模块成本很高，基本接近PLC本体的成本，因此使用受到很大的限制。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的缺陷，提出一种多功能模拟量采集模块，适合于可编程控制器(PLC)自动控制系统使用。本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案一种多功能模拟量采集模块，包括RS485总线接口，所述多功能模拟量采集模块通过RS485总线接口与PLC本体的RS485接口相连接，所述模拟量采集模块还包括两个高速输出接口 第一高速输出接口、第二高速输出接口 ；其中，所述第一高速输出接口通过通讯-时钟线发送时钟信号给PLC本体的第一高速输入接口，所述第二高速输出接口通过通讯-数据线发送数据信号给PLC本体的第二高速输入接口。作为本实用新型的一种多功能模拟量采集模块进一步优化方案，所述模拟量采集模块与PLC本体采用同一个直流电流输入。本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果本实用新型不使用PLC制造商生产配套的A/D转换模块(即模拟量采集模块)，本实用新型既可以采用基于RS485总线和标准M0DBUS-RTU协议方式传送数据，又可以通过模拟量模块内置高速输出接口按照特定的通讯协议传送数据，具体如下I.模拟量采集模块与PLC之间通过485通讯方式，按照M0DBUS-RTU协议进行数据上传；2.模拟量采集模块与PLC之间通过高速输出接口进行通讯，PLC通过内置高速输入接口接收数据，从而实现PLC对模拟量数据的采集。
[0013]图I是采用485通讯的模拟量采集模块。图2是PLC制造商配套提供的模块量模块。图3是本实用新型的多功能模拟量采集模块。图中标号解释1_直流电流输入；2_通讯-时钟线；3_通讯-数据线；4_PLC本体；5-模拟量采集模块；6-PLC端RS485通讯口 ；7_第一高速输入接口 ；8_第二高速输入接口 ；9-第一高速输出接口 ；10_第二高速输出接口 ；11_模拟量采集模块端RS485通讯口 ；12_内部数据总线。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明如图I所示，为现有采用485通讯的模拟量采集模块，其中模拟量采集模块5采集到的模拟量数据通过RS485通讯口 11按照标准M0DBUS-RTU协议传送给PLC本体4，PLC本体4通过RS485通讯口 6按照标准M0DBUS-RTU协议接收模拟量数据，从而使PLC本体4实现对模拟量的采集。如图2所示，为PLC制造商配套提供的模块量模块，其中模拟量采集模块5采集到的模拟量数据通过PLC内部数据总线12送给PLC本体4，PLC本体4通过内部数据总线12接收模拟量数据，从而使PLC本体4实现对模拟量的采集。在这种情况下模拟量采集模块需由PLC制造商配套提供，成本很高。如图3所示，本实用新型的模拟量采集模块5通过两个高速输出接口将采集的模拟量信号发送给PLC本体4，其中高速输出接口 9通过通讯-时钟线2发送时钟信号给PLC本体4，高速输出接口 10通过通讯-数据线3发送数据信号给PLC本体4 ；PLC本体4通过通过高速输入接口 7接收时钟信号，通过高速输入接口 8接收数据信号；模拟量采集模块5与PLC本体4米用同一个直流电流输入I, RS485通讯口 6悬空,仍可用于与其它设备的联网控制。本实用新型涉及的模拟量采集模块，在其硬件电路中配置两个高速输出接口，高速输出接口开关频率不低于lkhz，由于PLC本体4均自带高速输入接口，其开关频率不低于lkhz，因此PLC本体4能接收来自模拟量采集模块5发送的高速信号。模拟量采集模块5每发送一个时钟信号的同时，向PLC本体4发送一位数据信号；PLC本体4每收到一个时钟信号的同时，接收一位数据信号；从而实现模拟量采集模块5向PLC本体4的数据传送。模拟量采集模块5向PLC本体4发送的每一个数据包均包括通道地址及其对应通道的数据(例温度值，压力值等)，在PLC本体4内通过内置程序对接收到的数据进行解析，即可得到所需通道数据，其解析的方法需由模拟量采集模块发送的数据包格式来确定，各个通道的数据包传输之间需要一定时间间隔。当模拟量采集模块采集多通道数据信息时，比如一个模拟量采集模块采集24通道模拟量数据，则在模拟量采集模块向PLC本体发送的数据信息中叠加24路地址信息，分别对应0B00000 0B10111，PLC通过对接收到的地址信息进行解析，使PLC本体能识别24通道模拟量数据，从而实现多通道模拟量数据的采集。为了正确、可靠的解析模拟量采集模块上传给PLC的数据信息，PLC需要编写一个专门的接收程序，该接收程序包括接收模块(外部中断)以及解析模块(定时中断)，接收模块主要负责在模拟量采集模块给PLC产生的时钟信号中断中读取数据信号的值，由于一个完整的数据包包括通道地址及其对应通道的数据，24路的通道地址是5位二进制数，如果通道数据约定为16位整型数据，则一个完整的数据包的位数应该是21位，如果进一步约定数据包格式为先通道地址，后通道数据，则PLC所得前5位就是通道地址，后16位就是对应通道数据，模拟量采集模块5需要把同一个数据包上传两次，以备解析模块校验。考虑到PLC本体4和模拟量采集模块5由于上电先后顺序等原因，不能保证PLC本体4开机即接收到模拟量采集模块5的第一位数据，即通道地址的第一位数据，故设计在PLC本体4的定时中断中完成对接收数据的解析，PLC本体4在接收完两次同一个数据包(42位)后立即开启定时中断。在定时中断中对所接受到得数据包进行校验，对通过校验的数据包使用逻辑运算便可获得通道地址及其通道数据。需要注意的是，定时中断的时间应小于各个通道数据包传输的时间间隔。以下举例说明，假设每一位数据传输时间设置为1ms，每个数据包(传输两次)之间间隔10ms，定时中断设置为6ms，则可知21位数据包传输两次时间为42ms，进一步假设PLC本体4在模拟量采集模块5传输第7位的时候上电，则PLC经过6次数据校验判断即可获得正确的数据包。通过实践证明，无论PLC在何时上电，经过多次数据校验均可快速获得正确的数据信息。本实用新型的模拟量采集模块，在其硬件电路中配置I个DB9形式的通讯口，通讯波特率支持4. 8kbps, 9. 6kbps 二种，自带32个地址编码，RTU数据立序
权利要求1.一种多功能模拟量采集模块，包括RS485总线接口，所述多功能模拟量采集模块通过RS485总线接口与PLC本体的RS485接口相连接，其特征在于所述模拟量采集模块还包括两个高速输出接口 第一高速输出接口、第二高速输出接口 ；其中，所述第一高速输出接口通过通讯-时钟线发送时钟信号给PLC本体的第一高速输入接口，所述第二高速输出接口通过通讯-数据线发送数据信号给PLC本体的第二高速输入接口。
2.根据权利要求I所述的一种多功能模拟量采集模块，其特征在于所述模拟量采集模块与PLC本体采用同一个直流电流输入。
专利摘要本实用新型公开了一种多功能模拟量采集模块，包括RS485总线接口，所述多功能模拟量采集模块通过RS485总线接口与PLC本体的RS485接口相连接，还包括第一高速输出接口、第二高速输出接口；其中，所述第一高速输出接口通过通讯-时钟线发送时钟信号给PLC本体的第一高速输入接口，所述第二高速输出接口通过通讯-数据线发送数据信号给PLC本体的第二高速输入接口。本实用新型不使用PLC制造商生产配套的A/D转换模块，既可以采用基于RS485总线和标准MODBUS-RTU协议方式传送数据，又可以通过模拟量模块内置高速输出接口按照特定的通讯协议传送数据。
文档编号G05B19/05GK202362638SQ201120524228
公开日2012年8月1日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者朱杰, 沈智广 申请人:无锡科思电子科技有限公司