具有高抗干扰能力的脉冲分配系统及其分配方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种脉冲发生器，具体说涉及一种脉冲分配系统和脉冲分配方法。
【背景技术】
[0002] 在发明名称为"具有高压脉冲发生器的激光装置和高压脉冲发生器及脉冲的发生 方法"的中国专利第87106591号揭示一种备有高压脉冲发生器的激光装置，脉冲发生器通 过变压器，将来自直流电源的电能，以电源电压断续的方式供给储能回路，电源电压的断续 与储能回路的共振周期同步，储能回路将供给它的电能以电振荡的方式储存，当储存在储 能回路中的电能达到设定数值时，设置在激光装置和储能回路之间的可饱和扼流圈达到饱 和状态，将储能回路中的电能释放给激光装置。该专利技术的核心为通过变压器，将来自直 流电源的电能，以电源电压断续的方式供给储能回路，电源电压的断续与储能回路的共振 周期同步，储能回路将供给它的电能以电振荡的方式储存。
[0003] 另外，目前热轧三电系统的改造对脉冲信号进行分配处理存在以下难题：在新旧 系统平行期间需要对分别对新系统和原有系统进行信号分配。如图1所示，现有技术是采 用脉冲分配卡对新的、原有的PLC系统进行信号分配，但在现场实际使用过程中存在如下 问题：性能不稳定，经常是脉冲信号不能正常获取；分配卡过热损坏；容易受线路干扰，导 致计数不正确。因此该分配卡并不适合用于新、旧系统的信号分配。
[0004] 因此，开发一种脉冲分配系统及其分配方法，以保证脉冲分配的精确性、大大提高 抗干扰能力并大大减少器件发热量、降低制造成本，已成为本行业急需解决的课题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种具有高抗干扰能力的脉冲分配系统及其分配方法，以 实现复杂工况下脉冲分配应用、提高脉冲分配板抗干扰能力并减少发热量、提高寿命和减 少制造成本。
[0006] 根据本发明一方面提供一种具有高抗干扰能力的脉冲分配系统，包括：电源隔离 和供电模块、输入模块、处理模块、输出模块，所述电源隔离和供电模块分别连接所述输入 模块、处理模块、输出模块；所述电源隔离和供电模块包括电源和供电电路，所述输入模 块包括电平匹配电路和电气隔离电路，所述处理模块采用复杂可编程逻辑装置（Complex ProgrammableLogicDevice,CPLD)芯片电路，包括有数据采样电路、数据真伪判别电路、 数据发送电路，所述输出模块包括电气隔离电路、电平匹配电路。
[0007] 所述电气隔离电路包括所有电路电源隔离和传感器供电电源隔离控制的多个隔 离芯片。
[0008] 所述电平匹配电路包括光耦隔离芯片。
[0009] 在输出隔离电路的多个隔离芯片包括：DC/DC隔离芯片、集成在一个脉冲分配卡 上的三块DC/DC隔离芯片，以将各个脉冲传感器电源、脉冲传感器电源与分配板电源、各个 脉冲传感器脉冲信号电源之间进行完全隔离，避免相互之间的干扰。
[0010] 电平匹配电路根据以下公式计算：
[0011]
[0012] 其中：
[0013]Vc:采样电平（V);
[0014]V。：PLG供电电源（V);
[0015] Rl:PLG负载电阻⑶）；
[0016] &、1?3、1?5 :电平分配电阻（Q)。
[0017] 根据本发明另一方面提供一种高抗干扰能力的脉冲分配方法，通过上述具有高抗 干扰能力的脉冲分配系统实施，所述脉冲分配系统包括电源隔离和供电模块、包括有电平 匹配电路和电气隔离电路的输入模块、包括有数据采样电路、数据真伪判别电路、数据发送 电路的处理模块、包括有电气隔离电路、电平匹配电路的输出模块，该脉冲分配方法包括：
[0018] 脉冲信号输入：通过输入模块将脉冲传感器信号输入；
[0019] 脉冲电平输入转换：通过电平匹配电路完成脉冲信号的采样、滤波、波形整形和光 耦隔离，以供后续电路进一步处理用；
[0020] 输入电路隔离：通过电气隔离电路的多个隔离芯片分别将各个脉冲传感器电源、 脉冲传感器电源与分配板电源、各个脉冲传感器脉冲信号电源之间进行完全隔离，以避免 相互之间的干扰；
[0021] 数据采样(频率、次数）：通过数据采样电路确定不同脉冲信号采集的频率，同时对 采用的次数进行确定，对当前的脉冲信号采集；
[0022] 有效或无效数据判断：通过数据真伪判别电路对采用数据的有效性进行判断，当 判断为无效数据时，系统自动进行删除；当判断有效时，进行下一步骤；
[0023] 数据发送：通过数据发送电路将有效的脉冲信号发送到下一步骤；
[0024] 输出电路隔离：通过电气隔离电路的多个隔离芯片分别将各个脉冲传感器电源、 脉冲传感器电源与分配板电源、各个脉冲传感器脉冲信号电源之间进行完全隔离，以避免 相互之间的干扰；
[0025] 输出电平匹配：通过电平匹配电路的光耦隔离芯片对处理电路的脉冲信号输出电 平匹配，以进一步提高输出信号到PLC段的抗干扰能力；
[0026] 信号输入可编程逻辑控制器（PLC):经过光耦隔离的信号再通过差分电路送到PLC 系统接收。
[0027] 本发明的有益效果是：适合复杂工况应用，提高了脉冲分配功能的精确性，改善了 干扰判断及处理能力、提高了抗干扰能力，大大减少了器件发热量和降低了制造成本；
【附图说明】
[0028] 图1是现有技术的脉冲分配卡连接示意图；
[0029] 图2是常规传感器供电接线示意图；
[0030] 图3是本发明一个实施例的具有高抗干扰能力的脉冲分配系统的系统示意图；
[0031] 图4是图3实施例中的完全隔离的DC/DC电源图；
[0032] 图5是图3实施例中的电平匹配电路图；
[0033] 图6是图3实施例中的CPLD电路图；
[0034] 图7是脉冲分配卡CPLD软件控制处理波形图；
[0035] 图8是图3实施例中的输出电路图；
[0036] 图9是本发明的控制流程图；
[0037] 图10是本发明的具有高抗干扰能力的脉冲分配方法的流程图。
【具体实施方式】
[0038] 为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具 体实施方式作详细说明。首先需要说明的是，本发明并不限于下述【具体实施方式】，本领域的 技术人员应该从下述实施方式所体现的精神来理解本发明，各技术术语可以基于本发明的 精神实质来作最宽泛的理解。图中相同或相似的构件采用相同的附图标记表示。
[0039] 如图3所示，本发明一个实施例的具有高抗干扰能力的脉冲分配系统，包括：电源 隔离和供电模块、输入模块、处理模块、输出模块，所述电源隔离和供电模块分别连接所述 输入模块、处理模块、输出模块；所述电源隔离和供电模块包括电源和供电电路，所述输入 模块包括电平匹配电路和电气隔离电路，所述处理模块采用复杂可编程逻辑装置（Complex ProgrammableLogicDevice,CPLD)芯片电路，包括有数据采样电路、数据真伪判别电路、 数据发送电路，所述输出模块包括电气隔离电路、电平匹配电路。
[0040] 电气隔离电路包括所有电路电源隔离和传感器供电电源隔离控制的多个隔离芯 片，例如三个隔离芯片la、lb、lc，在本实施例中，如图4、图8所示，DC/DC隔离芯片la、lb、 lc采用芯片B2405,在一个脉冲分配卡集成三个DC/DC隔离芯片la、lb、lc，这样将各个脉冲 传感器电源、脉冲传感器电源与分配板电源、各个脉冲传感器脉冲信号电源之间进行了完 全隔离，起到了避免相互之间的干扰。
[0041] 电平匹配电路，如图5所示，包括光耦隔离芯片2,在本实施例中，采用芯片 IS07220,其工作电压5V，消耗1mA电流，以满足超低功耗完成常规滤波及电平转化功能。 [0042]如图10所示，本发明的具有高抗干扰能力的脉冲分配方法，通过上述高抗干扰能 力的脉冲分配系统实施，该脉冲分配方法包括：
[0043] 脉冲信号输入：通过输入模块将脉冲传感器信号输入；
[0044] 脉冲电平输入转换；通过电平匹配电路完成脉冲信号的采样、滤波、波形整形和光 耦隔离，以供后续电路进一步处理用；
[0045] 输入电路隔离：通过电气隔离电路的多个隔离芯片将各个脉冲传感器电源、脉冲 传感器电源与分配板电源、各个脉冲传感器脉冲信号电源之间进行完全隔离，以避免相互 之间的干扰；
[0046]数据采样(频率、次数）：通过数据采样电路确定不同脉冲信号采集的频道即周期， 同时对采用的次数进行确定，对当前的脉冲信号采集；
[0047] 数据判断(有效或无效）：通过数据真伪判别电路对采用数据的有效性进行判断， 当判断为无效数据时，系统自动进行删除；当判断有效时，进行下一步骤；
[0048] 数据发送：通过数据发送电路将有效的脉冲信号发送到下一步骤；
[0049] 输出电路隔离：通过电气隔离电路的多个隔离芯片将各个脉冲传感器电源、脉冲 传感器电源与分配板电源、各个脉冲传感器脉冲信号电源之间进行完全隔离，以避