[實用新型]一種基于CAN總線的模擬量輸入裝置

有效

• 申請號: 200720309217.6
• 申請日: 2007-12-29
• 公開（公告）號: CN201156201Y
• 公開（公告）日: 2008-11-26
• 發明（設計）人: 張趙來;芮光超;丁永春;劉志剛;劉連港;趙凱
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一三研究所
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 中國船舶專利中心
• 代理人: 繆蕾;陳海苑

技術領域

本實用新型涉及一種基于CAN總線的模擬量輸入裝置，特別是具有冗余CAN接口的模擬量輸入裝置，屬于工業現場總線控制技術領域。

背景技術

隨著CAN總線的技術優勢逐漸被人們所認識，基于CAN總線的控制系統在各行各業都有了應用，提高了系統可靠性。然而由于帶有CAN接口的傳感器和執行器與普通傳感器和執行器相比價格昂貴、品種不多、生產商較少，這又嚴重阻礙了CAN總線控制系統的大力普及。為此，一些公司開發了基于CAN總線接口的信號輸入輸出模塊，方便了CAN總線在工業控制中的應用。但是，這些模塊都存在著一些缺憾，限制了模塊的應用。如北京華控技術有限公司HK-RSM0×系列信號輸入輸出模塊、Rockwell?Automation公司的1769Compact?I/O、歐姆龍自動化(中國)集團的各型號遠程I/O終端及數字I/O單元等采用端子排接線方式，只能在機箱機柜內使用，沒有發揮CAN總線的固有優勢；Rockwell?Automation公司的1792D?ArmorBlock?Maxum鎧裝模塊、圖爾克(天津)傳感器有限公司的現場I/O模塊、萬可電子(天津)有限公司的現場總線輸入/輸出模塊等具有較高的環境防護等級，可以適用于惡劣的現場環境，但這些模塊都采用電纜上出線的電連接器連接方式，不適用于有振動的場合。隨著電子技術的發展，電子模塊的可靠性越來越高，在以電子產品為主組成的系統中，電纜連接的可靠性成為影響系統可靠性的主要因素。以CAN總線模塊構成系統時，常采用菊花鏈連接方式，電纜連接故障將會影響故障節點后所有模塊的工作。然而目前的這些CAN接口模塊都只有單一的總線接口，無法應用于對可靠性有苛刻要求的系統。

實用新型內容

本實用新型針對現有技術存在的不足，提出了一種使用簡單的技術解決方案，即具有冗余總線接口的模擬量輸入擴展模塊，，其特征在于連接外部總線及連接現場傳感器的電連接器分別安裝在殼體的兩端，并分別與電路板的兩端相連接，其中連接外部總線的電連接器采用冗余方式，可以連接兩條外部CAN總線。

所述殼體的底面兩端有伸出的馬腳，用于模塊在現場的安裝固定；底面內部有凸臺，用于安裝電路板；殼體兩端開孔，用來安裝電連接器，其中一端有4個開孔，用來安裝與外部總線連接的4個電連接器，另外一端的開孔數量視需要連接的傳感器數量而定；殼體具有一個可打開的上蓋，打開上蓋后可以對內部安裝的電路板進行檢查；殼體兩側面不安裝器件，用于多個模塊的組合安裝。

所述的電路板安裝在殼體內部的底板上，其電路包括電源轉換電路、冗余總線接口電路、CAN接口電路、單片機(包括軟件)、濾波隔離電路、采樣與A/D轉換電路、地址設定電路和機內檢測電路(BIT)，其中，電源轉換電路將輸入的電源電壓轉化為內部電路的工作電壓，提供給其它內部電路；冗余總線接口電路提供內部單路的CAN接口與外部雙路冗余的CAN總線之間的連接；CAN接口電路從冗余總線接口接收信息，把接收到的信息送給單片機；濾波隔離電路對傳感器信號進行濾波、隔離和電平變換，送給采樣與A/D轉換電路；采樣與A/D轉換電路把模擬量轉換成數字量后送給單片機；地址設定電路和BIT電路直接與單片機相連接。

所述的電連接器包括總線接口連接器和現場傳感器接口連接器兩部分，分別安裝于殼體的兩端；其中的總線接口由總線輸入接口和總線級聯接口組成，用于模塊采用級聯的方式構成系統；總線輸入接口和總線級聯接口均采用雙連接器冗余連接，使得總線接口有4個電連接器；每一個總線接口電連接器均包含模塊工作電源、CAN總線信號和CAN總線的公共電平參考，其中電源冗余采用雙線直接連接，CAN總線信號及其公共電平參考的冗余采用開關自動切換；現場傳感器接口電連接器采用每個電連接器連接1路輸入信號的方式，每個電連接器上都包含有傳感器工作電源和傳感器輸出的信號；連接現場傳感器的電連接器的數量視需要連接的傳感器數量而定。

本實用新型采用殼體底板馬腳固定和兩端電纜連線方式，模塊安裝牢固、電纜可活動部分短，可以工作于有振動的場合；本實用新型的總線接口具有冗余功能，電路結構簡單，具有很高的可靠性，可以應用于對可靠性有苛刻要求的系統。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為本實用新型電路的組成框圖。

圖3為圖2中冗余總線接口單元電路圖。

圖4為圖1的左視圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步的描述，但該實施例不應理解為對本發明的限制。