一種基于cib-bus總線的四路模擬量輸入裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于CIB?BUS總線的四路模擬量輸入裝置，該輸入裝置包括控制總線、直流電源、總線耦合器、主控芯片、10位D/A轉(zhuǎn)換電路和四路模擬量輸入轉(zhuǎn)換電路，所述的控制總線與總線耦合器連接，總線耦合器與主控芯片連接，直流電源分別與控制總線、總線耦合器和主控芯片連接，主控芯片還與10位D/A轉(zhuǎn)換電路連接，10位D/A轉(zhuǎn)換電路與四路模擬量輸入轉(zhuǎn)換電路連接。該輸入裝置采用控制總線的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)4路獨立模擬量的輸入檢測，可接0～5V/10V、4～20mA標(biāo)準(zhǔn)輸入信號，10位A/D轉(zhuǎn)換精度，并可對AI值設(shè)置關(guān)聯(lián)控制，通過本發(fā)明所述的輸入裝置可控制其所關(guān)聯(lián)的任何輸出設(shè)備，可對檢測值進(jìn)行軟件校準(zhǔn)及設(shè)置自動上報門檻值。
【專利說明】
一種基于CIB-BUS總線的四路模擬量輸入裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電氣自動化控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于CIB-BUS總線控制方式的四路模擬量輸入裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]CIB-BUS總線是一種現(xiàn)場總線技術(shù)，用于將樓宇內(nèi)的中央空調(diào)、電氣開關(guān)、燈光照明、能源管理、視頻監(jiān)控、安全防護(hù)、環(huán)境監(jiān)測等設(shè)備進(jìn)行整合，通過統(tǒng)一的總線式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和控制平臺，實現(xiàn)對這些設(shè)備的集中監(jiān)控及管理。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中基于總線的模擬量輸入裝置無法實現(xiàn)4路獨立模擬量輸入檢測，不能對Al值設(shè)置關(guān)聯(lián)控制，無法控制所關(guān)聯(lián)的輸出設(shè)備。
[0004]例如，中國專利文獻(xiàn)CN201156201Y公開了一種基于CAN總線的模擬量輸入裝置，包括殼體1、電路板2和電連接器3，連接外部總線和連接現(xiàn)場傳感器的電連接器3分別安裝在殼體I的兩端，并分別與電路板2兩端相連接，其中連接外部總線的電連接器采用冗余方式，可以連接兩條外部CAN總線。當(dāng)模塊工作在露天場所且無防護(hù)措施時，殼體I采用橡膠密封(殼體蓋與殼體主體之間)，電連接器3采用防水型連接器。所述的電路板安裝在殼體內(nèi)部的底板上，其電路包括直流電源、冗余總線接口電路、CAN接口電路、單片機(包括軟件)、濾波隔離電路、采樣與A/D轉(zhuǎn)換電路、地址設(shè)定電路和機內(nèi)檢測電路(BIT )，其中，直流電源將輸入的電源電壓轉(zhuǎn)化為內(nèi)部電路的工作電壓，提供給其它內(nèi)部電路;冗余總線接口電路提供內(nèi)部單路的CAN接口與外部雙路冗余的CAN總線之間的連接;CAN接口電路從冗余總線接口接收信息，把接收到的信息送給單片機;濾波隔離電路對傳感器信號進(jìn)行濾波、隔離和電平變換，送給采樣與A/D轉(zhuǎn)換電路;采樣與A/D轉(zhuǎn)換電路把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后送給單片機；地址設(shè)定電路和BIT電路直接與單片機相連接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種基于CIB-BUS總線的四路模擬量輸入裝置，實現(xiàn)對接入回路中的電流或電壓信號進(jìn)行檢測，通過模塊中的10位A/D轉(zhuǎn)換通道，轉(zhuǎn)換成對應(yīng)比例的數(shù)字量，輸入信號可選擇5V、10V或4-20mA三種模式，并通過總線耦合器發(fā)送至控制總線上。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述的基于CIB-BUS總線的四路模擬量輸入裝置包括控制總線、直流電源、總線耦合器、主控芯片、1位D/A轉(zhuǎn)換電路和四路模擬量輸入轉(zhuǎn)換電路，所述的控制總線與總線耦合器連接，總線耦合器與主控芯片連接，直流電源分別與控制總線、總線耦合器和主控芯片連接，主控芯片還與10位D/A轉(zhuǎn)換電路連接，10位D/A轉(zhuǎn)換電路與四路模擬量輸入轉(zhuǎn)換電路連接。
[0007]所述的直流電源用于將控制總線提供的直流電經(jīng)電源轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為+5V電源供給總線耦合器和主控芯片使用。
[0008]所述的總線耦合器用于負(fù)責(zé)與控制總線通訊，接收來自控制總線的通訊信號并傳輸給主控芯片，并將主控芯片的響應(yīng)信號發(fā)送到控制總線上。
[0009]所述主控芯片用于接收來自控制總線的通訊命令，并根據(jù)命令內(nèi)容對四路模擬量輸入轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行控制。
[0010]所述10位D/A轉(zhuǎn)換電路用于負(fù)責(zé)將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
[0011]所述四路模擬量輸入轉(zhuǎn)換電路用于獨立控制輸入四路模擬量電壓或電流信號，信號設(shè)置共有5V、1V和4-20mA三種模式供選擇。
[0012]所述主控芯片與通訊信號轉(zhuǎn)換器連接，通訊信號轉(zhuǎn)換器與總線電平轉(zhuǎn)換器共同組成總線耦合器，主控芯片的PTD2腳與第二電阻和指示燈串聯(lián)，第二電阻和指示燈構(gòu)成運行指示單元，主控芯片的PTD3腳通過測試鍵接地。
[0013]所述四路模擬量輸入轉(zhuǎn)換電路的輸入端子的第一輸入腳與第十五電阻連接，第十五電阻的另一端連接到第一運算放大器的同向輸入端;信號輸入端連接到第十五電阻與輸入端子的第一輸入腳之間；輸入端子的第一輸入腳用于輸入4 - 2 O mA電流信號;輸入端子的第二輸入腳與第十七電阻連接，第十七電阻的另一端接地;輸入端子的第二輸入腳用于輸入0-5V電壓信號;輸入端子的第三輸入腳接地;輸入端子的第四輸入腳與第十三電阻連接；輸入端子的第四輸入腳用于輸入0-10V直流電壓信號;第十三電阻的另一端連接在第二運算放大器的同向輸入端與第十二電阻之間;第十二電阻的另一端連接第一運算放大器的輸出端;第十八電容連接在第一運算放大器的輸出端與第一運算放大器的反向輸入端之間；第十四電阻連接在第一運算放大器的輸出端與第一運算放大器的反向輸入端之間；第十九電容的一端連接在第十五電阻與第一運算放大器的同向輸入端之間；第十九電容的另一端接地;+ 18V電源為第二運算放大器提供電壓，第^^一電阻一端連接第二運算放大器的反向輸入端，第十一電阻的另一端連接到信號輸出端與第十電阻之間；第十電阻的另一端連接第二運算放大器的輸出端;第十七電容一端連接在第十電阻與第二運算放大器的輸出端之間，第十七電容的另一端連接在第十一電阻與第二運算放大器的反向輸入端之間；信號輸出端還與測試端口連接;第一運算放大器、第二運算放大器、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻、第十四電阻、第十五電阻、第十六電阻、第十七電容、第十八電容和第十九電容構(gòu)成電壓轉(zhuǎn)換電路，將模擬輸入信號轉(zhuǎn)換成0-5V直流電壓信號，輸入主控芯片，實現(xiàn)四路模擬量輸入檢測。
[0014]本發(fā)明具有如下優(yōu)點:本發(fā)明所述的基于CIB-BUS總線的四路模擬量輸入裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用控制總線的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)4路獨立模擬量的輸入檢測，可接O?5V/10V、4?20mA標(biāo)準(zhǔn)輸入信號，10位A/D轉(zhuǎn)換精度，并可對Al值設(shè)置關(guān)聯(lián)控制，通過本發(fā)明所述的輸入裝置可控制其所關(guān)聯(lián)的任何輸出設(shè)備，可對檢測值進(jìn)行軟件校準(zhǔn)及設(shè)置自動上報門檻值。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明所述的基于CIB-BUS總線的四路模擬量輸入裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0016]圖2是本發(fā)明所述的主控芯片(M⑶)的電路原理示意圖。
[0017]圖3是本發(fā)明所述的四路路模擬量輸入轉(zhuǎn)換電路的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0018]以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明所述的基于CIB-BUS總線的四路模擬量輸入裝置包括控制總線
1、直流電源2、總線耦合器3、主控芯片(MCU) 4、1位D/A轉(zhuǎn)換電路5和四路模擬量輸入轉(zhuǎn)換電路6，所述的控制總線I與總線耦合器3連接，總線耦合器3與主控芯片4連接，直流電源2分別與控制總線1、總線耦合器3和主控芯片4連接，主控芯片4還與10位D/A轉(zhuǎn)換電路5連接，10位D/A轉(zhuǎn)換電路5與四路模擬量輸入轉(zhuǎn)換電路6連接。
[0020]所述控制總線是一種總線型智能控制系統(tǒng)，該控制總線可以連接多種功能模塊，且模塊之間即可聯(lián)動，又可成為一個獨立運行的智能體。
[0021]所述的直流電源2用于將控制總線I提供的直流電經(jīng)電源轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為+5V電源供給總線耦合器3和主控芯片4使用。
[0022]所述的總線耦合器用于與控制總線通訊，接收來自控制總線的通訊信號并傳輸給主控芯片，并將主控芯片的響應(yīng)信號發(fā)送給控制總線上。
[0023]所述主控芯片用于接收來自控制總線的通訊命令，并根據(jù)命令內(nèi)容對四路模擬量輸入轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行控制。
[0024]所述10位D/A轉(zhuǎn)換電路5用于負(fù)責(zé)將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
[0025]所述四路模擬量輸入轉(zhuǎn)換電路6用于獨立控制輸入四路模擬量電壓或電流信號，信號設(shè)置共有5V、1V和4-20mA三種模式供選擇。5V模式用于輸出0-5V直流電壓信號；1V模式用于輸出0-1OV直流電壓信號;4-20mA模式用于輸出4_20mA直流電流信號。
[0026]如圖2所示，所述主控芯片(M⑶)采用飛思卡爾的MC9S08AW32單片機Ul為主控芯片，MC9S08AW32單片機Ul與通訊信號轉(zhuǎn)換器U2連接，通訊信號轉(zhuǎn)換器U2與總線電平轉(zhuǎn)換器U5共同組成總線耦合器，MC9S08AW32單片機Ul的PTD2腳與第二電阻R2和指示燈LEDl串聯(lián)，第二電阻R2和指示燈LEDl構(gòu)成運行指示單元，MC9S08AW32單片機Ul的PTD3腳通過測試鍵Kl接地。
[0027]如圖3所示，所述四路模擬量輸入轉(zhuǎn)換電路6可以輸入三種模擬信號，包括:4-20mA直流電流信號;0-5V直流電壓信號和0-10V直流電壓信號。圖3中，四路模擬量輸入轉(zhuǎn)換電路6的輸入端子J5的第一輸入腳與第十五電阻Rl 5連接，第十五電阻Rl 5的另一端連接到第一運算放大器U6B的同向輸入端;信號輸入端Al I連接到第十五電阻Rl 5與輸入端子J5的第一輸入腳之間；輸入端子J5的第一輸入腳用于輸入4-20mA電流信號;輸入端子J5的第二輸入腳與第十七電阻R17連接，第十七電阻R17的另一端接地;輸入端子J5的第二輸入腳用于輸入0-5V電壓信號；輸入端子J5的第三輸入腳接地;輸入端子J5的第四輸入腳與第十三電阻R13連接;輸入端子J5的第四輸入腳用于輸入0-10V直流電壓信號;第十三電阻R13的另一端連接在第二運算放大器U6A的同向輸入端與第十二電阻R12之間；第十二電阻R12的另一端連接第一運算放大器U6B的輸出端;第十八電容C18連接在第一運算放大器U6B的輸出端與第一運算放大器U6B的反向輸入端之間；第十四電阻R14連接在第一運算放大器U6B的輸出端與第一運算放大器U6B的反向輸入端之間；第十九電容C19的一端連接在第十五電阻Rl 5與第一運算放大器U6B的同向輸入端之間；第十九電容C19的另一端接地;+18V電源為第二運算放大器U6A提供電壓，第十一電阻Rll—端連接第二運算放大器U6A的反向輸入端，第十一電阻的另一端連接到信號輸出端ADAI與第十電阻RlO之間；第十電阻RlO的另一端連接第二運算放大器U6A的輸出端;第十七電容C17—端連接在第十電阻RlO與第二運算放大器U6A的輸出端之間，第十七電容C17的另一端連接在第^^一電阻RlI與第二運算放大器U6A的反向輸入端之間；信號輸出端ADAI還與測試端口 TPl連接;第一運算放大器U6B、第二運算放大器U6A、第十電阻R10、第^^一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第十六電阻R16、第十七電容C17、第十八電容C18和第十九電容C19構(gòu)成電壓轉(zhuǎn)換電路，將模擬輸入信號轉(zhuǎn)換成0-5V直流電壓信號，輸入MCU的ADAI1、ADAI2、ADAI3或ADAI4腳(見圖2)，實現(xiàn)四路模擬量輸入檢測。
[0028]雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施例對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進(jìn)，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于CIB-BUS總線的四路模擬量輸入裝置，其特征在于，所述四路模擬量輸入裝置包括控制總線、直流電源、總線耦合器、主控芯片、10位D/A轉(zhuǎn)換電路和四路模擬量輸入轉(zhuǎn)換電路，所述的控制總線與總線耦合器連接，總線耦合器與主控芯片連接，直流電源分別與控制總線、總線耦合器和主控芯片連接，主控芯片還與10位D/A轉(zhuǎn)換電路連接，10位D/A轉(zhuǎn)換電路與四路模擬量輸入轉(zhuǎn)換電路連接。2.如權(quán)利要求1所述的四路模擬量輸入裝置，其特征在于，所述的直流電源用于將控制總線提供的直流電經(jīng)電源轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為+5V電源供給總線耦合器和主控芯片使用。3.如權(quán)利要求2所述的四路模擬量輸入裝置，其特征在于，所述的總線耦合器用于與控制總線通訊，接收來自控制總線的通訊信號并傳輸給主控芯片，并將主控芯片的響應(yīng)信號發(fā)送到控制總線上。4.如權(quán)利要求3所述的四路模擬量輸入裝置，其特征在于，所述主控芯片用于接收來自控制總線的通訊命令，并根據(jù)命令內(nèi)容對四路模擬量輸入轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行控制。5.如權(quán)利要求4所述的四路模擬量輸入裝置，其特征在于，所述10位D/A轉(zhuǎn)換電路用于負(fù)責(zé)將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。6.如權(quán)利要求5所述的四路模擬量輸入裝置，其特征在于，所述四路模擬量輸入轉(zhuǎn)換電路用于獨立控制輸入四路模擬量電壓或電流信號，信號設(shè)置共有5V、10V和4-20mA三種模式供選擇。7.如權(quán)利要求6所述的四路模擬量輸入裝置，其特征在于，所述主控芯片與通訊信號轉(zhuǎn)換器連接，通訊信號轉(zhuǎn)換器與總線電平轉(zhuǎn)換器共同組成總線耦合器，主控芯片的PTD2腳與第二電阻和指示燈串聯(lián)，第二電阻和指示燈構(gòu)成運行指示單元，主控芯片的PTD3腳通過測試鍵接地。8.如權(quán)利要求7所述的四路模擬量輸入裝置，其特征在于，所述四路模擬量輸入轉(zhuǎn)換電路的輸入端子的第一輸入腳與第十五電阻連接，第十五電阻的另一端連接到第一運算放大器的同向輸入端;信號輸入端連接到第十五電阻與輸入端子的第一輸入腳之間；輸入端子的第一輸入腳用于輸入4_20mA電流信號;輸入端子的第二輸入腳與第十七電阻連接，第十七電阻的另一端接地;輸入端子的第二輸入腳用于輸入0-5V電壓信號;輸入端子的第三輸入腳接地;輸入端子的第四輸入腳與第十三電阻連接;輸入端子的第四輸入腳用于輸入0-1OV直流電壓信號；第十三電阻的另一端連接在第二運算放大器的同向輸入端與第十二電阻之間；第十二電阻的另一端連接第一運算放大器的輸出端;第十八電容連接在第一運算放大器的輸出端與第一運算放大器的反向輸入端之間；第十四電阻連接在第一運算放大器的輸出端與第一運算放大器的反向輸入端之間；第十九電容的一端連接在第十五電阻與第一運算放大器的同向輸入端之間；第十九電容的另一端接地;+ 18V電源為第二運算放大器提供電壓，第十一電阻一端連接第二運算放大器的反向輸入端，第十一電阻的另一端連接到信號輸出端與第十電阻之間；第十電阻的另一端連接第二運算放大器的輸出端;第十七電容一端連接在第十電阻與第二運算放大器的輸出端之間，第十七電容的另一端連接在第十一電阻與第二運算放大器的反向輸入端之間；信號輸出端還與測試端口連接;第一運算放大器、第二運算放大器、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻、第十四電阻、第十五電阻、第十六電阻、第十七電容、第十八電容和第十九電容構(gòu)成電壓轉(zhuǎn)換電路，將模擬輸入信號轉(zhuǎn)換成0-5V直流電壓信號，輸入主控芯片，實現(xiàn)四路模擬量輸入檢測。
【文檔編號】G05B19/042GK106020035SQ201610478431
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月27日
【發(fā)明人】張吉猛
【申請人】華清智芯科技（北京）有限公司