环网通信的数据采集电路的制作方法

本技术涉及控制装置，具体地，涉及一种环网通信的数据采集电路。

背景技术：

1、近年来，传统污水处理厂中的自动控制系统，得到了快速的发展，除了常用的由plc组建的dcs系统外，分布式智能控制系统，逐渐在行业中得到应用。

2、plc建立的自动控制系统，其显著的特点是将单个或多个plc装置安装到plc柜中，通过控制电缆将设备和plc的信号端子连接在一起。由于被控设备通过控制电缆将信号接入plc，这导致将在plc和设备之间铺设大量电缆，加之电缆传输属于模拟信号传输，plc柜和设备之间距离较远，存在线损大、电磁干扰大、成本高的问题。

3、分布式智能控制系统，通过为每一个被控设备配置一套智能控制器，使被控设备在本地实现数据数字化，利用以太网传输以数字信号传输数据，具有信号就地采集、抗干扰能力强、全数字化传输、成本低的特点。

4、分布式智能控制系统，很好的解决了plc系统存在的问题，但也暴露除了一些缺陷。一方面，由于智能控制器分布式安装，且节点众多，导致现场需要部署大量的工业交换机用于构建通信网络，成本较高；另一方面，交换机连接设备属于星型链接，当交换机出现故障时，会导致交换机链接的所有设备全部失联，降低了系统可靠性。

5、发明人认为需要提供一种施工布线简单、采集精度高、系统可靠性高的环网通信的数据采集电路。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种环网通信的数据采集电路。

2、根据本实用新型提供的一种环网通信的数据采集电路，包括：主控芯片模块、数字量采集模块、以太网通信模块、光纤环网模块以及模拟量采集模块；所述主控芯片模块分别与所述数字量采集模块、所述模拟量采集模块以及所述以太网通信模块连接，所述以太网通信模块连接有所述光纤环网模块。

3、优选地，所述主控芯片模块的主控芯片为arm cortex-m4内核的gd32f450vet6。

4、优选地，所述数字量采集模块包括11路用于采集电平信号的信号接口。

5、优选地，任一路信号接口均依次串联有限流电阻、稳压二极管mmsz5240bt1g以及光耦tlp291-4，所述光耦tlp291-4连接至所述主控芯片的io引脚。

6、优选地，所述主控芯片包括以太网控制器，所述以太网通信模块包括以太网phy芯片ip101，所述主控芯片通过rmii接口与所述以太网phy芯片ip101连接。

7、优选地，所述光纤环网模块包括xn-5500芯片。

8、优选地，所述光纤环网模块包括三路以太网通信接口，其中一路与所述以太网通信模块连接。

9、优选地，所述模拟量采集模块包括四路信号采集电路。

10、优选地，任一路所述信号采集电路均包括依次并联的信号端、采样电阻、电压跟随器，所述电压跟随器连接至所述主控芯片的12bitadc引脚。

11、优选地，所述电压跟随器由运算放大器lm124构建而成。

12、与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

13、1、本实用新型通过手拉手的连接方式组建环行以太网通信网络，有助于简化了网络布线；利用光纤或网线作为通信介质，以数字信号传输，完成设备的数据采集，有助于提高可靠性；同时高速采集模拟信号和数字信号，采样频率高，可有效的还原设备瞬时状态，有助于提高采集精度，有助于提高采集效率。

14、2、本实用新型通过采用环网构建通信网络，单点故障可以快速隔离故障点，并自愈网络，影响范围极小。

15、3、本实用新型通过采用以太网作为传输介质，让系统传输响应达到毫秒级，有助于提高实时性

技术特征：

1.一种环网通信的数据采集电路，其特征在于，包括：主控芯片模块、数字量采集模块、以太网通信模块、光纤环网模块以及模拟量采集模块；

2.如权利要求1所述的环网通信的数据采集电路，其特征在于，所述主控芯片模块的主控芯片为armcortex-m4内核的gd32f450vet6。

3.如权利要求2所述的环网通信的数据采集电路，其特征在于，所述数字量采集模块包括11路用于采集电平信号的信号接口。

4.如权利要求3所述的环网通信的数据采集电路，其特征在于，任一路信号接口均依次串联有限流电阻、稳压二极管mmsz5240bt1g以及光耦tlp291-4，所述光耦tlp291-4连接至所述主控芯片的io引脚。

5.如权利要求2所述的环网通信的数据采集电路，其特征在于，所述主控芯片包括以太网控制器，所述以太网通信模块包括以太网phy芯片ip101，所述主控芯片通过rmii接口与所述以太网phy芯片ip101连接。

6.如权利要求1所述的环网通信的数据采集电路，其特征在于，所述光纤环网模块包括xn-5500芯片。

7.如权利要求6所述的环网通信的数据采集电路，其特征在于，所述光纤环网模块包括三路以太网通信接口，其中一路与所述以太网通信模块连接。

8.如权利要求1所述的环网通信的数据采集电路，其特征在于，所述模拟量采集模块包括四路信号采集电路。

9.如权利要求8所述的环网通信的数据采集电路，其特征在于，任一路所述信号采集电路均包括依次并联的信号端、采样电阻、电压跟随器，所述电压跟随器连接至所述主控芯片的12bitadc引脚。

10.如权利要求9所述的环网通信的数据采集电路，其特征在于，所述电压跟随器由运算放大器lm124构建而成。

技术总结
本技术提供了一种环网通信的数据采集电路,包括主控芯片模块、数字量采集模块、以太网通信模块、光纤环网模块以及模拟量采集模块；所述主控芯片模块分别与所述数字量采集模块、所述模拟量采集模块以及所述以太网通信模块连接，所述以太网通信模块连接有所述光纤环网模块。本技术通过通过手拉手的连接方式组建环行以太网通信网络，有助于简化了网络布线；利用光纤或网线作为通信介质，以数字信号传输，完成设备的数据采集，有助于提高可靠性；同时高速采集模拟信号和数字信号，采样频率高，可有效的还原设备瞬时状态，有助于提高采集精度，有助于提高采集效率。

技术研发人员：张伟,侯锋,谭澄,王桂锋,黄小林,任秋霞
受保护的技术使用者：国投信开水环境投资有限公司
技术研发日：20221128
技术公布日：2024/1/12