[實用新型]信號隔離轉換輸出模塊

無效

• 申請號: 201020134275.1
• 申請日: 2010-03-16
• 公開（公告）號: CN201616023U
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 周衛;于廣沅
• 申請（專利權）人: 周衛;于廣沅
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 東莞市中正知識產權事務所 44231
• 代理人: 齊文劍

【技術領域】

本實用新型涉及工業設備控制領域，尤其涉及一種RS-232或RS-485信號隔離轉換成模擬信號輸出模塊。

【背景技術】

隨著科學技術的發展，工業現場、電力監控、醫療設備、試驗研究等領域對遠程設備控制的需求也越來越多。鑒于對其結果的重視度，而對遠程設備控制模塊的控制精度，抗干擾能力，安全可靠性，智能化程度，通訊協議，安裝方式等都有比較高的要求。

在通常的現場應用中，執行器和執行設備都接受4-20mA的電流信號，而一般用作上位機的電腦并沒有4-20mA模擬信號輸出的接口，因此應用RS-232或RS-485信號隔離轉換成模擬信號輸出模塊可以很方便地解決這個問題。目前RS-232是電腦與通信工業中應用最廣泛的一種串行接口。RS-232被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標準。RS-232采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。而RS-485則不僅可以實現點對點的通信方式而且能實現聯網功能。

另外，由于信號的長距離傳輸，上位機和執行設備的地線之間的電壓差可能達到幾十伏、幾百伏、甚至是幾千伏，如果直接采用數模轉換而不進行隔離，就會有數據錯誤，不準確，跳動等現象，嚴重的時候還會損壞上位機通訊口和執行設備，所以實現模塊的通訊接口和模擬輸出相互隔離是必然趨勢。

【發明內容】

本實用新型針對以上的問題特別提出了一種RS-232或RS-485通訊接口、隔離輸出模擬電流信號、輸出信號準確、不容易受到干擾、可靠性大為提高的RS-232或RS-485信號隔離轉換輸出模塊。

本實用新型的技術方案是：所述信號隔離轉換輸出模塊包括了總線通訊處理模組、單片機、數字信號隔離模組、供電電源隔離模組、數模轉換模組和信號輸出調理模組。其特點在于，所述總線通訊處理模組包含有一個TTL電平轉RS-232電平芯片U5和一個TTL電平轉RS-485電平芯片U6，所述數字信號隔離模組由高速光電耦合隔離芯片ISO1，ISO2，ISO3，ISO4組成；所述供電電源隔離模組包括一個過壓以及防反接保護電路，濾波電路和一個降壓開關穩壓電路以及一個DC-DC隔離模塊電源U；所述數模轉換模組由數模轉換芯片U1和門電路芯片U15組成。

所述供電電源隔離模組的過壓以及防反接保護電路包括一個防反接保護二極管D81和一個TVS管ZD81。所述濾波電路包括電解電容C81和陶瓷電容C82，所述電解電容C81和陶瓷電容C82是并聯接入到電路中。所述降壓開關穩壓電路包括降壓穩壓芯片U8、二極管D82，一個電感L81，一個電感電容C83。

所述總線通訊處理模組的物理層采用的是RS-232或RS-485協議。

本實用新型的有益效果是：實現了RS-232或RS-485信號到4-20mA模擬信號的可靠轉換，控制遠程設備更加方便。由于RS-232或RS-485通訊接口電路和模擬信號輸出電路之間互相隔離且隔離電壓高達3000VDC，所以執行遠程信號控制時地線之間不會因為壓差而產生環流等干擾信號，使整個信號控制系統抗干擾性能更強。本發明有效抑制遠程控制的互相干擾和電源上的EMC干擾，提高了控制的精度，智能化程度高，成本更低?？蓮V泛用于工業自動化設備、工控儀器儀表、及其他生產制造業，實現RS-232或RS-485信號隔離轉換成模擬信號輸出。

【附圖說明】

圖1是本實用新型整體原理流程圖；

圖2(a)是本實用新型供電電源隔離模組一部分電路圖；

圖2(b)是本實用新型供電電源隔離模組另一部分電路圖；

圖3是本實用新型信號輸出調理模組電路圖。

其中：1、總線通訊處理模塊；2、單片機；3、數字信號隔離模組；4、供電電源隔離模塊；5、數模轉換模組；6、信號輸出調理模組。

【具體實施方式】

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。