[發(fā)明專利]模擬量輸入板卡和模擬量采集方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410803592.0
• 申請(qǐng)日: 2014-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN105759675A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊軍;陶冶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中車大連電力牽引研發(fā)中心有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/042
• 分類號(hào): G05B19/042
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 楊貝貝;黃健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軌道交通領(lǐng)域，特別是涉及模擬量輸入板卡和模擬量采集方法。

背景技術(shù)

在列車網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)中，需要采集外部設(shè)備的電流、電壓模擬量，再變換為數(shù)字量進(jìn)行后續(xù)處理，其中，模擬量輸入板卡是遠(yuǎn)程輸入輸出模塊的重要組成部分，負(fù)責(zé)模擬量的采集輸入。

目前，中國(guó)列車的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的模擬量輸入板卡采集外部設(shè)備的電壓一般都在0-15V之間，無法滿足其他國(guó)家高電壓采集的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種模擬量輸入板卡和模擬量采集方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的模擬量輸入板卡無法滿足高電壓采集的問題。

本發(fā)明一方面提供一種模擬量輸入板卡，包括：高壓隔離電源電路、高壓差分處理電路、隔離采集電路、低壓信號(hào)處理電路、處理器、控制器局域網(wǎng)驅(qū)動(dòng)電路；

所述高壓隔離電源電路的輸出端與所述高壓差分處理電路的供電輸入端連接，所述高壓隔離電源用于向所述高壓差分處理電路供電；

所述高壓差分處理電路的輸出端與所述隔離采集電路的輸入端連接，所述高壓差分處理電路用于對(duì)采集到的外部設(shè)備的高壓模擬信號(hào)進(jìn)行降壓，生成第一低壓模擬信號(hào)，并向所述隔離采集電路輸出所述第一低壓模擬信號(hào)；

所述隔離采集電路的輸出端與所述低壓信號(hào)處理電路的輸入端連接，所述隔離采集電路用于隔離所述高壓差分處理電路與所述低壓信號(hào)處理電路，并對(duì)所述第一低壓模擬信號(hào)進(jìn)行線性處理，生成第二低壓模擬信號(hào)，向所述低壓信號(hào)處理電路輸出；

所述低壓信號(hào)處理電路的輸出端與所述處理器的輸入端連接，所述低壓信號(hào)處理電路用于降低所述第二低壓模擬信號(hào)，生成第三低壓模擬信號(hào)，以使所述第三低壓模擬信號(hào)滿足處理器的輸入電壓；

所述處理器的輸出端與所述控制器局域網(wǎng)驅(qū)動(dòng)電路的輸入端連接，所述處理器用于接收所述第三低壓模擬信號(hào)，生成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)，并將所述標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸送至控制器局域網(wǎng)驅(qū)動(dòng)電路；

所述控制器局域網(wǎng)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與控制器局域網(wǎng)總線連接。

本發(fā)明另一方面提供一種模擬量采集方法，包括：高壓差分處理電路采集高壓模擬信號(hào)，并對(duì)所述高壓模擬信號(hào)進(jìn)行降壓處理，生成第一低壓模擬信號(hào)；

所述高壓差分處理電路向隔離采集電路輸出所述第一低壓模擬信號(hào)；

所述隔離采集電路隔離所述高壓差分處理電路和低壓信號(hào)處理電路，并對(duì)所述第一低壓模擬信號(hào)進(jìn)行線性處理，生成第二低壓模擬信號(hào)，向所述低壓信號(hào)處理電路輸出；

所述低壓信號(hào)處理電路接收所述第二低壓模擬信號(hào)，并對(duì)所述第二低壓模擬信號(hào)進(jìn)行降壓處理，生成第三低壓模擬信號(hào)，以使所述第三低壓模擬信號(hào)滿足處理器的輸入電壓；

所述低壓處理信號(hào)處理電路向所述處理器傳輸所述第三低壓模擬信號(hào)；

所述處理器接收所述第三低壓模擬信號(hào)，生成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)，并將所述標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸送至控制器局域網(wǎng)驅(qū)動(dòng)電路。

本發(fā)明提供的模擬量輸入板卡和模擬量采集方法，通過高壓差分處理電路實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備高壓信號(hào)的采集，并將采集到的高壓信號(hào)進(jìn)行降壓，進(jìn)一步的通過隔離采集電路隔離高壓差分處理電路與低壓信號(hào)處理電路，從而避免了外部設(shè)備的高壓信號(hào)對(duì)后部電路的強(qiáng)干擾，提高了整個(gè)模擬量輸入板卡的穩(wěn)定性，本發(fā)明還通過低壓信號(hào)處理電路對(duì)隔離采集電路輸出的信號(hào)進(jìn)行處理，從而使隔離采集電路輸出的信號(hào)滿足處理器的輸入電壓條件，進(jìn)一步通過處理器進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，生成滿足控制器局域網(wǎng)協(xié)議規(guī)定的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)輸送至控制器局域網(wǎng)總線，最終實(shí)現(xiàn)了高精度的模擬量輸入的采集。本發(fā)明的模擬量輸入板卡和模擬量采集方法可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的模擬量輸出板卡的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的高壓隔離電源電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例二提供的高壓差分處理電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的隔離采集電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例二提供的低壓信號(hào)處理電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例三提供的模擬量輸出方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的模擬量輸出板卡的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明提供一種模擬量輸入板卡包括：高壓隔離電源電路1、高壓差分處理電路2、隔離采集電路3、低壓信號(hào)處理電路4、處理器5、控制器局域網(wǎng)驅(qū)動(dòng)電路6。