專利名稱：Asi輸入輸出模塊的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及工業(yè)自動化控制領域，特別是一種ASI輸入輸出模塊。
技術背景在傳統(tǒng)PLC應用中，底層連接方式一般是并聯(lián)式，這種方式采用多線式連接，感應 器與執(zhí)行器被直接連接到PLC，多連接點使監(jiān)查工作困難，需要大型控制柜來安置I/O 卡，安裝時間長，成本高。ASI是一種用來在控制器(主站)和傳感器/執(zhí)行器(從站) 之間雙向、多站點數(shù)字通信的總線網(wǎng)絡系統(tǒng)。ASI總線系統(tǒng)由主站、若干個從站和傳 輸系統(tǒng)三部分組成。傳輸系統(tǒng)由兩芯傳輸電纜、ASI電源和數(shù)據(jù)退耦電路構成。ASI 輸入輸出模塊是應用于主機與執(zhí)行器/感應器之間必不可少的信號交換平臺。發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術中，傳統(tǒng)PLC用戶安裝、使用、維護不方便，成本較高的問題， 本實用新型提供了一種應用于ASI系統(tǒng)中的ASI輸入輸出模塊，具體技術方案是一種ASI輸入輸出模塊，包括供電電路、接收器、發(fā)送器和順序控制器(也可以 稱作時序控制器)。供電電路的輸入端連接ASI電纜的正、負端，采用DC/DC轉換電路，輸出DC 5V 和24V。該5V為本實用新型的其它器件提供電源，24V為感應器與執(zhí)行器提供電源。接收器包括高通濾波電路、A/D轉換電路和正負脈沖分離電路，高通濾波電路的 輸入連接ASI電纜，輸出連接A/D轉換電路的輸入端，A/D轉換電路輸出的信號經(jīng) 正負脈沖分離電路分離后輸入順序控制器。所述正負脈沖分離電路采用正、負兩組比 較器，比較出的信號以兩路的方式輸出給順序控制器。發(fā)送器包括譯碼器、波形處理電路和電源基準電路，順序控制器輸出信號先經(jīng)譯 碼器編碼，再由波形處理電路和電源基準電路處理得到的符合ASI標準的正弦平方脈 沖信號，該信號傳送到ASI電纜；所述波形處理電路包括R2R電阻網(wǎng)絡和晶體管網(wǎng) 絡處理，R2R電阻網(wǎng)絡的輸出連接晶體管網(wǎng)絡的控制端，電源基準電路連接晶體管網(wǎng) 絡中晶體管的發(fā)射極，以此將ASI信號基準電壓提高，從而，晶體管網(wǎng)絡的的輸出端 可以在最低損耗的情況下將信號傳到ASI網(wǎng)絡。電源基準電路采用DC/DC轉換電路， 輸入端連接供電電路的DC 24V輸出端，為ASI信號提供一個符合ASI標準的29V DC 的基準電壓輸出。順序控制器的管腳還包括數(shù)據(jù)輸入/輸出和參數(shù)輸出；所述高通濾波電路的截止 頻率的下限是130KHz;發(fā)送器輸出信號的頻率范圍是166KHZ 167KHz。順序控制 器還連接復位電路和EEPROM。ASI電源可以提供29.5V 31.6VDC電壓，它完全滿足國際電工委員會(IEC)對安 全隔離低電壓的技術要求,具有可靠的短路、過載保護功能。它還具有防止數(shù)據(jù)傳輸 頻率信號經(jīng)過電源而造成短路的作用。ASI電源釆用這種方式，極大的提高了系統(tǒng)工 作的穩(wěn)定性，為系統(tǒng)高效、穩(wěn)定的工作，提供了最大的保障。對于傳感器/執(zhí)行器等 從站可以采用ASI電源，上述供電電路的作用就是把ASI電源轉換成傳感器/執(zhí)行器所 需DC24V電源和ASI輸入輸出模塊本身電路所需的DC5V電源。上述接收器作用是將ASI電纜上的模擬信號轉換成后級電路可以處理的信號。高 通濾波是將DC電壓信號分離出來。A/D轉換電路把模擬信號轉換成數(shù)字信號。比較器 是為了后級能正確識別信號，將信號分成正、負兩種脈沖，所以采用正、負兩組比較器，然后把比較出的信號以兩路的方式傳給邏輯處理模塊。由于ASI信號傳輸采用Manchest II編碼方式，信號傳輸?shù)碾妷好}沖被設計成正 弦平方脈沖(sin2 - pulses)方式,這是考慮到低頻干擾的影響，通過選擇這種合適 的傳輸波形來提高可靠性。上述發(fā)送器的作用是將后級的響應信號轉換成ASI信號后 傳送到ASI電纜上。D/A轉換電路把數(shù)字信號轉換成模擬信號。波形處理電路和電源基 準把模擬信號和DC電源整合起來，以正弦平方脈沖(sin2 - pulses)的形式傳送到ASI 總線上。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型把ASI電纜上的電源和信號轉換成傳感器/執(zhí)行器 等設備所能夠采用的電壓和能夠識別的信號，以及把傳感器/執(zhí)行器等的信號轉換成 ASI主站可識別的信號，并反饋到ASI電纜上，使傳感器/執(zhí)行器等設備得以通過ASI 總線與ASI主站通信。說明書附圖
圖l是本實用新型電路原理框圖具體實施方式
以下結合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。 一種ASI輸入輸出模塊，包括供電電路、接收器、發(fā)送器和順序控制器(也可以 稱作時序控制器)。供電電路的輸入端連接ASI電纜的正、負端，采用DC/DC轉換電路，輸出DC 5V 和24V。該5V為本實用新型的其它器件提供電源，24V為感應器與執(zhí)行器提供電源。接收器包括高通濾波電路、A/D轉換電路和正負脈沖分離電路，高通濾波電路的 輸入連接ASI電纜，輸出連接A/D轉換電路的輸入端，A/D轉換電路輸出的信號經(jīng) 正負脈沖分離電路分離后輸入順序控制器。所述正負脈沖分離電路采用正、負兩組比 較器，比較出的信號以兩路的方式輸出給順序控制器。發(fā)送器包括譯碼器、波形處理電路和電源基準電路，順序控制器輸出信號經(jīng)譯碼 器編碼后進入波形處理電路和電源基準電路，得到的符合ASI標準的正弦平方脈沖信 號，該信號傳送到ASI電纜；所述波形處理電路包括R2R電阻網(wǎng)絡和晶體管網(wǎng)絡處 理，R2R電阻網(wǎng)絡的輸出連接晶體管網(wǎng)絡的控制端，電源基準電路連接晶體管網(wǎng)絡中 晶體管的發(fā)射極，以此將ASI信號基準電壓提高，從而，晶體管網(wǎng)絡的的輸出端可以 在最低損耗的情況下將信號傳到ASI網(wǎng)絡。電源基準電路采用DC/DC轉換電路，輸 入端連接供電電路的DC 24V輸出端，為ASI信號提供一個符合ASI標準的29V DC 的基準電壓輸出。順序控制器的管腳還包括數(shù)據(jù)輸入/輸出和參數(shù)輸出；所述高通濾波電路的截止 頻率的下限是130KHz;發(fā)送器輸出信號的頻率范圍是166KHz 167KHz。順序控制 器還連接復位電路和EEPROM。順序控制器采用8051的8位單片機，EEPROM采用24Cxx系列IC，復位電路按 照順序控制器使用手冊搭建。上述DC/DC轉換電路采用三端穩(wěn)壓塊7805，輸出DC5V，因為ASI電源可以提 供29.5V 31.6VDC電壓，而傳感器/執(zhí)行器的輸入電壓可以是DC 20 30V，所以可 以利用降壓器件直接應用ASI電纜的電源。高通濾波電路是現(xiàn)有電路，根據(jù)截止頻率的下限是130KHz，調(diào)整濾波電路的電 阻和電容等相關參數(shù)即可；A/D轉換電路和正、負兩組比較器構成的正負脈沖分離電 路均為現(xiàn)有電路。上述R2R電阻網(wǎng)絡和晶體管網(wǎng)絡均為現(xiàn)有電路，本實施例中根據(jù)需要調(diào)整了電阻、電容以及晶體管等相關參數(shù)。電源基準電路采用穩(wěn)壓電路從上述供電電路的輸出取得電源，為ASI信號提供一個約29V DC的基準電壓，以提供足夠能量給ASI網(wǎng)絡。 ASI輸入輸出模塊的順序控制器完成該模塊的一切邏輯功能，并通過"接收器" 接收來自ASI主機的請求命令，進行解碼并檢查它們是否正確，若正確則開始完成主 機的指令。另一方面它還要把參數(shù)和數(shù)據(jù)通過"數(shù)據(jù)輸入輸出"和"參數(shù)輸出"傳遞 給傳感器/執(zhí)行器。如果需要的話，通過"發(fā)送器"向主機發(fā)送一個已正確接收的響 應信息。順序控制器可以把來自主機的地址分配存儲在EEPR0M中，即使在斷電的情 況下也可以保留。在"接收器"中，從ASI電纜上偵察到的信息電壓脈沖經(jīng)過濾波，A/D轉換后， 寫進順序控制器的"接收緩沖器"，同時將接收到的數(shù)據(jù)通過測試以保證主機發(fā)過來 的數(shù)據(jù)沒有被干擾和破壞。該測試由在順序控制器中的軟件完成。需要注意的是，由于ASI電纜上ASI輸入輸出模塊的連接位置不同，信號的幅值 可能變化很大，為了達到ASI對信號強度的要求(26. 5-31. 6VDC),必要時可通過在電 纜上連接終端電阻器或延長器(中繼器)來保證信號的強度。在"發(fā)送器"中，要向ASI主機發(fā)送的信息已被編碼，并送到ASI電纜上。在"電 源供電"單元，數(shù)據(jù)和電源是被隔離的，信號隔離采用光電耦合器進行分離，以減小 干擾，地線也采用不共地處理。
權利要求1、一種ASI輸入輸出模塊，其特征是包括供電電路、接收器、發(fā)送器和順序控制器；供電電路的輸入端連接ASI電纜的正、負端，輸出DC電壓；接收器包括高通濾波電路、A/D轉換電路和正負脈沖分離電路，高通濾波電路的輸入端連接ASI電纜，輸出端連接A/D轉換電路的輸入端，A/D轉換電路輸出的信號經(jīng)正負脈沖分離電路分離后輸入順序控制器；發(fā)送器包括譯碼器、波形處理電路和電源基準電路，順序控制器輸出信號先經(jīng)譯碼器編碼，再由波形處理電路和電源基準電路處理得到的符合ASI標準的正弦平方脈沖信號，該信號傳送到ASI電纜；順序控制器的管腳還包括數(shù)據(jù)輸入/輸出和參數(shù)輸出；所述高通濾波電路的截止頻率的下限是130KHz；發(fā)送器輸出信號的頻率范圍是166KHZ～167KHz。
2、 根據(jù)權利要求1所述ASI輸入輸出模塊，其特征是順序控制器還連接復位電路和 EEPROM。
3、 根據(jù)權利要求1或2所述ASI輸入輸出模塊，其特征是供電電路采用DC/DC轉換 電路，輸出為DC5V和24V。
4、 根據(jù)權利要求3所述ASI輸入輸出模塊，其特征是正負脈沖分離電路采用正、負 兩組比較器，比較出的信號以正負兩路輸出給順序控制器。
5、 根據(jù)權利要求4所述ASI輸入輸出模塊，其特征是所述波形處理電路包括R2R電 阻網(wǎng)絡和晶體管網(wǎng)絡；R2R電阻網(wǎng)絡的輸出連接晶體管網(wǎng)絡的控制端；電源基準電路 連接晶體管網(wǎng)絡中晶體管的發(fā)射極。
6、 根據(jù)權利要求4所述ASI輸入輸出模塊，其特征是電源基準電路采用DC/DC轉換 電路，輸入端連接供電電路的DC24V輸出端，輸出DC29V。
專利摘要一種ASI輸入輸出模塊，包括供電電路、接收器、發(fā)送器和順序控制器；供電電路的輸入端連接ASI電纜的正、負端，輸出DC電壓；接收器包括高通濾波電路、A/D轉換電路和正負脈沖分離電路，高通濾波電路的輸入端連接ASI電纜，輸出端連接A/D轉換電路的輸入端，A/D轉換電路輸出的信號經(jīng)正負脈沖分離電路分離后輸入順序控制器；發(fā)送器包括譯碼器、波形處理電路和電源基準電路，順序控制器輸出信號先經(jīng)譯碼器編碼，再由波形處理電路和電源基準電路處理得到的符合ASI標準的正弦平方脈沖信號，該信號傳送到ASI電纜；順序控制器的管腳包括數(shù)據(jù)輸入/輸出和參數(shù)輸出。該模塊方便了傳感器/執(zhí)行器等設備與ASI主站之間的通信。
文檔編號G05B19/05GK201122241SQ20072004208
公開日2008年9月24日 申請日期2007年12月4日 優(yōu)先權日2007年12月4日
發(fā)明者陳柏志 申請人:伊瑪精密電子(蘇州)有限公司