[發明專利]一種組網式多通道同步隔離數據采集儀

在審

• 申請號: 201811206564.5
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109257045A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 于志強;韓松;王明玥;梁素芬;李騰;郭永新
• 申請（專利權）人: 天津電氣科學研究院有限公司
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12;H03M1/66
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王利文

本發明涉及一種組網式多通道同步隔離數據采集儀，包括多路模擬量采樣電路、多路數字量采樣電路、主控電路、高速并聯通訊電路和上位機通訊電路；主控電路與多路模擬量采樣電路、多路數字量采樣電路、高速并聯通訊電路和上位機通訊電路相連接，多路模擬量采樣電路、多路數字量采樣電路分別采集模擬信號和數字信號并傳送給主控制電路，高速并聯通訊電路用于與其他組網式多通道同步隔離數據采集儀相連接，所述上位機通訊電路用于與上位機相連接。本發明設計合理，能夠實現多路模擬量信號和多路數字量信號同步采樣功能，相比較同類設備，更多的采樣通道能夠監測更多的數據，具有精度高、分辨率高、抗干擾能力強、體積小、成本低等特點。

技術領域

本發明屬于過程數據采集技術領域，尤其是一種組網式多通道同步隔離數據采集儀。

背景技術

在冶金行業中，電控設備在調試、運行過程中，需要對設備產生的多種過程信號進行實時監測，以獲取設備的運行狀態，分析故障信息。而工業設備的現場應用環境通常十分惡劣，存在復雜的磁場、電場等干擾因素，為保證數據采集的準確性，要求數據采集儀器具有很強的抗干擾能力。

目前，常用的數據采集方式多為工控機配合數據采集卡，其存在的問題是：數據采集隔離電壓較低，設備體積非常大，不便于安裝布線，采樣信號易受干擾，引入較大噪聲信號，導致很難還原有效信號，并且設備成本非常高。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提出一種組網式多通道同步隔離數據采集儀,解決現有數據采集設備存在的設備體積大、抗干擾能力差、設備成本高且不易安裝布線等問題。

本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種組網式多通道同步隔離數據采集儀，包括多路模擬量采樣電路、多路數字量采樣電路、主控電路、高速并聯通訊電路和上位機通訊電路；所述主控電路與多路模擬量采樣電路、多路數字量采樣電路、高速并聯通訊電路和上位機通訊電路相連接，所述多路模擬量采樣電路、多路數字量采樣電路分別采集模擬信號和數字信號并傳送給主控制電路，所述高速并聯通訊電路用于與其他組網式多通道同步隔離數據采集儀相連接，所述上位機通訊電路用于與上位機相連接。

所述主控電路還連接一個485通訊電路電路。

所述主控電路還連接一個狀態指示電路。

所述主控電路由FPGA模塊和ARM模塊連接構成，該FPGA模塊與多路模擬量采樣電路、多路數字量采樣電路、高速并聯通訊電路和ARM模塊相連接，該ARM模塊與FPGA模塊、上位機通訊電路、狀態指示電路及485通訊電路電路相連接。

所述模擬量采樣電路由保護濾波電路、AD電路、隔離電路依次連接構成；所述保護濾波電路與模擬量信號相連接，通過共模電路、差模電路對模擬信號進行濾波，通過TVS管對輸入電路進行保護，經運放跟隨器輸入到AD電路；所述AD電路采用高速AD芯片；所述隔離電路采用電容隔離芯片。

所述數字量采樣電路由濾波輸入電路和隔離電路連接構成，所述濾波輸入電路與數字信號相連接，通過一階差模電路、共模電路濾波后連接至隔離電路輸入端，該隔離電路采用雙極性光耦對數字信號進行隔離后傳輸至主控電路。

所述高速并聯通訊電路包括地址選擇電路、網口PHY芯片和二路光纖接口電路；所述地址選擇電路確認數據采集儀通訊地址，并將地址信息傳遞給主控電路；所述PHY芯片由主控電路驅動，經二路光纖接口電路對外通訊。

所述上位機通訊電路由網口PHY芯片和RJ45接口連接構成；所述網口PHY芯片與主控電路的ARM模塊通過RMII接口相連，該網口PHY芯片經RJ45接口與上位機通訊。

所述485通訊電路由485PHY芯片和隔離電路連接構成，所述485PHY芯片通過串口與主控電路的ARM模塊相連接，該485PHY芯片經過數據隔離電路后對外通訊。