[發(fā)明專利]一種雙饋?zhàn)冾l器的可擴(kuò)展型數(shù)字量輸入輸出模塊

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610196965.1
• 申請日: 2016-03-30
• 公開（公告）號: CN105629844A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李瑞勤;倪平;譚文杰
• 申請（專利權(quán)）人: 天津瑞能電氣有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 天津?yàn)I海科緯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12211
• 代理人: 馬倩倩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種雙饋?zhàn)冾l器的可擴(kuò) 展型數(shù)字量輸入輸出模塊。

背景技術(shù)

目前，雙饋?zhàn)冾l器數(shù)字量輸入輸出模塊主要是依賴進(jìn)口，而這些進(jìn)口模 塊成本高，并且必須依附于主機(jī)上使用；或者通過專用芯片實(shí)現(xiàn)總線擴(kuò)展， 但這些芯片仍是靠進(jìn)口，且應(yīng)用是基于某種操作系統(tǒng)之上，因此使用起來相 當(dāng)復(fù)雜；或者有些國內(nèi)廠家自制的輸入輸出模塊，不具備可擴(kuò)展性，一旦遇 上外部需求增加，很難方便、快速應(yīng)對。

進(jìn)口模塊主流的以德國倍福公司的數(shù)字量輸入輸出模塊為代表，采用E 總線將控制層傳輸過來的二進(jìn)制控制信號傳到設(shè)備層的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，但是必須 依附于該公司特定型號的主機(jī)，局限性比較大。另外模塊的工作溫度范圍 0～55℃，不能滿足風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域中低溫的環(huán)境要求。進(jìn)口輸入輸出模塊的工 作拓?fù)鋱D。如圖1所示，圖中的特定型號主機(jī)CX為倍福公司研發(fā)的專門適 用于數(shù)字輸入輸出模塊的主機(jī)模塊，數(shù)字輸入輸出模塊EL為具有擴(kuò)展性的 模塊，與其主機(jī)模塊通過E總線進(jìn)行連接，如圖中藍(lán)色虛線所示。以上主機(jī) 必須與模塊配合使用，否則數(shù)字量輸入輸出模塊無法正常工作。

采用專用芯片實(shí)現(xiàn)總線擴(kuò)展的輸入輸出模塊，專用芯片仍是采用倍福公 司的EtherCAT協(xié)議芯片，完成從站的設(shè)計(jì)與配置。主站必須基于某種操作 系統(tǒng)之上，如linux、windowsCE、QNX等。改方案實(shí)現(xiàn)起來相當(dāng)復(fù)雜。可 操作性較差。

國內(nèi)廠家最常用的實(shí)現(xiàn)方式是采用直接電連接的方式完成一定路數(shù)的 數(shù)字量輸入輸出模塊，可擴(kuò)展性差，一旦出現(xiàn)新需求，很難快速應(yīng)對。非擴(kuò) 展型輸入輸出模塊的工作原理圖。如圖2所示,圖中所示為一個(gè)4路輸入輸 出的數(shù)字量模塊，輸入模塊將信號輸入到CPU芯片的P1口1-4引腳，CPU 根據(jù)工作狀況，將輸出信號從P2口1-4引腳送出到數(shù)字量輸出模塊。實(shí)現(xiàn) 方式簡單快捷，缺點(diǎn)在于通道數(shù)量固定，無法很好的實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種雙饋?zhàn)冾l器的可擴(kuò)展型數(shù)字量輸入輸出 模塊，以實(shí)現(xiàn)隔離型的、高速的、信號輸入輸出范圍可變的可擴(kuò)展型多路數(shù) 字量輸入輸出模塊。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種雙饋?zhàn)冾l器的可擴(kuò)展型數(shù)字量輸入輸出模塊，包括復(fù)雜可編程邏輯 器件CPLD和與其連接的數(shù)字量輸入電路和數(shù)字量輸出電路，

所述數(shù)字量輸入電路包括依次連接的外部輸入連接器、保護(hù)電路、數(shù)字 量采集電路、隔離電路和波形整形電路，所述波形整形電路的輸出端連接復(fù) 雜可編程邏輯器件CPLD的IO口連接；

所述數(shù)字量輸出電路包括依次連接的隔離電路、自保護(hù)型驅(qū)動(dòng)電路、保 護(hù)電路和外部輸出連接器，所述隔離電路的輸入端連接復(fù)雜可編程邏輯器件 CPLD的IO口。

進(jìn)一步的，所述外部輸入連接器和外部輸出連接器均具有LED指示燈。

進(jìn)一步的，所述隔離電路為由光耦、電阻組成的電路。

進(jìn)一步的，所述保護(hù)電路由TVS管、壓敏電阻組成。

進(jìn)一步的，所述波形整形電路為具有施密特特性的電路結(jié)構(gòu)。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：

(1)方便快捷，無需專用芯片或者操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字量輸入輸出 模塊高效快速的擴(kuò)展；

(2)電路結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)，成本低；

(3)支持各種不同電壓等級的數(shù)字量信號輸入，支持連續(xù)變化的一串 脈沖信號的輸入和識別。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的 示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在 附圖中：

圖1是傳統(tǒng)的進(jìn)口型數(shù)字量輸入輸出模塊的工作拓?fù)鋱D；

圖2是傳統(tǒng)的非擴(kuò)展型數(shù)字量輸入輸出模塊的電路原理圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例所述復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD的程序流程圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例所述數(shù)字量輸入輸出模塊的硬件電路原理框圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例所述整形電路的電路。

圖中：

1-復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD，2-隔離電路，3-波形整形電路，4-外部 輸出連接器，5-外部輸入連接器，6-保護(hù)電路，7-數(shù)字量采集電路。

具體實(shí)施方式