[發明專利]一種模擬輸入輸出模塊及利用該模塊進行溫度探測的方法

有效

• 申請號: 201110369654.8
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN103123474A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 柴衛強;李昔文
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05;G01K7/16
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李慧

技術領域

本發明涉及自動控制系統領域，特別是一種模擬輸入輸出模塊及利用該模塊進行溫度探測的方法。

背景技術

可編程邏輯控制器(Programmable?Logic?Controller，PLC)是一種應用于工業環境的數字運算操作的電子裝置。PLC分為固定式和模塊式兩種，其中，模塊式PLC在通過模擬式的輸入和輸出來控制機械或生產過程時，需要多種模擬擴展模塊，其中模擬輸入(Analog?Input，AI)/模擬輸出(Analog?Output，AO)模塊是一種常用的模擬擴展模塊。

現有的AI/AO模塊包括微控制單元(Micro?Control?Unit，MCU)、與MCU相連的AI單元和AO單元。其中，AI單元可通過AI正線和AI負線與該AI/AO模塊外接的設備相連，AO單元可通過AO正線和AO負線與該AI/AO模塊外接的設備相連。該AI/AO模塊支持AI模式和AO模式，可根據不同應用的需要在MCU的控制下實現AI模式和AO模式的切換。AI模式包括電流輸入模式和電壓輸入模式，AO模式包括電流輸出模式和電壓輸出模式。因此，在MCU的控制下，現有AI/AO模塊可以被設置為電流輸入模式、電壓輸入模式、電流輸出模式、電壓輸出模式中任意一種模式。此時，無論選擇四種模式中的哪一種，AI單元和AO單元是不同時進行工作的。

現有的AI/AO模塊只支持AI模式和AO模式，并不支持其它的模式，例如，電阻溫度探測(Resistance?Temperature?Detection，RTD)模式。但是，在模塊式PLC的實際應用過程中，經常會遇到需要進行溫度探測的場景。此時，在不增加專用溫度探測模塊的情況下，利用現有的AI/AO模塊無法滿足這種溫度探測的場景需要。

發明內容

本發明提供一種模擬輸入輸出模塊，其能夠在具備AI功能和AO功能的基礎上實現溫度探測功能，從而提高模塊功能利用率，節約設備成本。

本發明提供的模擬輸入輸出模塊，包括MCU、與所述MCU相連的AO單元和AI單元，其中，所述MCU，用于在接收到針對一外接的RTD傳感器的溫度探測指令時，控制所述AO單元向所述RTD傳感器輸出模擬電流信號，同時控制所述AI單元接收所述RTD傳感器輸出的模擬電壓信號；并且用于接收所述AI單元輸出的數字電壓信號，其中，所述數字電壓信號對應所述RTD傳感器探測得到的溫度值；所述AO單元，用于在所述MCU的控制下向所述RTD傳感器輸出所述模擬電流信號；以及所述AI單元，用于在所述MCU的控制下接收所述RTD傳感器輸出的所述模擬電壓信號，并將所述模擬電壓信號轉換為所述數字電壓信號后傳輸給所述MCU。該模擬輸入輸出模塊在通用的AI/AO模塊原有功能的基礎上增加了溫度探測功能，利用該模擬輸入輸出模塊可以實現模擬輸入功能、模擬輸出功能和溫度探測功能的一體化，提高了模塊功能利用率，節約了設備成本。

為了記錄探測得到的數字電壓信號，所述MCU還可用于存儲所述數字電壓信號。

RTD傳感器的類型多種多樣，不同的RTD傳感器的工作電流不同，因此，為了使該模擬輸入輸出模塊在進行溫度探測時通用性更強，在外接不同的RTD傳感器進行溫度探測時能夠快速、準確地向外接RTD傳感器輸出相應的模擬工作電流，所述MCU還可用于預先設置對應關系，所述對應關系包括RTD傳感器的類型與模擬電流值的對應關系，且所述溫度探測指令中含有外接RTD傳感器的類型，在接收到針對外接的RTD傳感器的溫度探測指令時，所述MCU根據所述對應關系，控制所述AO單元向所述RTD傳感器輸出具有與所述RTD傳感器的類型對應的模擬電流值的所述模擬電流信號。

為了能夠快速得到數字電壓信號表征的、探測所述RTD傳感器所得到的溫度值，所述MCU還可用于預先設置對應關系，所述對應關系包括數字電壓信號與溫度值的對應關系，當接收到所述AI單元輸出的所述數字電壓信號時，所述MCU進一步根據所述對應關系得到所述RTD傳感器探測到的溫度值。