適用於可編程控制器的a/d模塊的製作方法

2023-07-03 10:41:31 2

專利名稱：適用於可編程控制器的a/d模塊的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種A／D模塊，特別是一種適用於可編程控制器的A／D模塊。
可編程控制器是近20多年國外新發展起來的一種工業控制器，在工業控制領域已廣泛應用。我國已引進這種新技術，並推廣應用，個別工廠還生產一些小型的可編程控制器，但是大型可編程控制器以及與可編程控制器適配使用的A／D模塊，我國尚沒有生產，使用一直靠進口。國外產品價格較高，如日本三菱公司生產的用於小型可編程控制器的F2－6A－E A／D模塊價格為2.850元，FX－4AD模塊價格為8.000元，用於大型可編程控制器的A616 AD模塊價格為19.380元。由於國外產品價格高，大大影響可編程控制器技術在我國的推廣應用，不利於生產發展。
可編程控制器A／D模塊是可編程控制器處理模擬量的必配模塊。目前國外生產適於可編程控制器的A／D模塊均採用逐次比較式的A／D變換器設計、製造，其轉換速度是比較快(2.5ms～15ms／每通道)，但精度為±1％，最高解析度為5mv，並且信號輸入各通道之間設有隔離，信號易受幹擾，數據不夠準確，動作不夠可靠。
根據分析，小型可編程控制器掃描速度為20ms左右，大型可編程控制器掃描速度也要幾毫秒。所以對A／D模塊轉換的速度要求不高。
本實用新型目的是提供一種適用於可編程控制器、成本造價低，可國產化，而且比國外同級的A／D模塊有較高精度和高解析度的A／D模塊。
為實現上述目的，本實用新型提供的適於可編程控制器的A／D模塊(A)是由雙斜率積分式A／D變換器(1)，多路開關(2)，移位寄存器和D觸發器(3)，緩衝器和光電耦合器(4)裝在一塊基板上組成，與可編程控制器配合使用。工作原理如下被測電壓模擬量經互相隔離的雙斜率積分式A／D變換器(1)轉換成按位BCD碼串行輸出的數字量，該數字量經多路開關(2)送往移位寄存器轉換為並行BCD碼輸出，輸出的信號及超量程，欠量程信號均經緩衝器和光電耦合器(4)與可編程控制器(5)的輸入點連接。用可編程控制器處理I／O命令將數字讀入可編程控制器的內部寄存器，數據以二進位的補碼形式存入16位或32位寄存器中。本實用新型A／D變換器，雖然轉換速率較低(3～10次／秒)，但並不影響與可編程控制器的配用，在精度和解析度方面卻比國外同級的逐次比較式的專用A／D變換器提高很多。在輸入電壓滿度為2V時，其精度為±0.025％±2個數字，最高解析度為100μV，並且可以處理超量程欠量程信號。
本實用新型的優點1.模塊轉換精度和解析度較高；2.模塊可以直接處理超量程、欠量程信號；3.信號輸入各通道間有光電隔離，輸入信號互不幹擾，數據準確，工作可靠性高；4.模塊成本造價低，有利於市場競爭；5.模塊生產可國產化，便於技術推廣應用。


圖1是本實用新型的原理方框圖。
圖2是本實用新型的結構原理線路圖。(圖2由圖2.a及圖2.b組成)下面參照附圖結合實施例對本實用新型作詳細說明本實施例按附圖2接線安裝，A為本實用新型A／D模塊。它由A／D變換器(1)，多路開關(2)，移位寄存器和D觸發器(3)，緩衝器和光電耦合器(4)安裝在一塊基板上組成。模塊電源電壓為直流5V，八路模擬量分別與八個雙斜率積分式A／D變換器(TSC7135)相連接，A／D變換器輸出的串行SCD碼信號、超、欠量程的儲存信號經光電隔離後與八個多路開關電路(CD4051)相連接，多路開關電路的選通，由可編程控制器(FX2－80NR)的輸出信號控制。多路開關輸出與串行移位寄存器(74LS164)和D觸發器(74LS175)相連，將A／D變換器輸出的串行BCD碼轉換成並行BCD碼，將超欠量程信號輸入D觸發器保持。串行移位寄存器和D觸發器的輸出信號經緩衝器(74LS05)和光電耦合器(4N25)相連接，其輸出信號直接與可編程控制器(FX2－80NR)的輸入端相連接。也就是本實施例的A／D模塊並行輸出四位半BCD碼最小位D100與可編程控制器輸入端X20～X23相連，D101與X24～X27相連、D102與X30～X33相連、D103與X34～X37相連，最高半位D105與X40相連，超、欠量程信號分別與X41和X42相連。多路開關地址選通信號A、B、C分別與可編程控制器電晶體輸出端Y00～Y02相連，其公共端TCON與A／D模塊的地端相連。由可編程控制器執行下列編入的程序，並由可編程控制器外接的編程器或數字顯器或計算機顯示所測量模擬量的內存數據。
程序 說明MOV 置數字7到Y0～Y2(選通0通道)K7K1 Y0LD T60 當定時器T60的常開觸點閉合時，DBINP 讀入端號X20～X43 20位數據，K5×20 並轉換為2進位存入DO寄存器DODMOV DO 將DO中的數據移入指定的存儲
D××× 單元如果要改變通道號，只要改變Y0～Y2的數據即可。
通道與數據對應如下Y2 Y1 Y0 通道號1 1 1 01 1 0 11 0 1 21 0 0 30 1 1 40 1 0 50 0 1 60 0 0 7本實施例測試結果如下1.超量程時十進位顯示結果 200002.欠量程時 (40000＋讀數)補碼3.未超、欠量程時等於A／D轉換器讀數注讀數為雙斜率積分式A／D變換器將模擬量轉換為數字量的讀數。
主要元器件明細表符號名稱型號規格數量A／D 雙積分A／D變換器 TSC7135 8IC1～IC8 多路開關 CD4051 8IC9～IC12 移位寄存器 74LS164 4IC13 D觸發器 74LS175 1N1～N5 緩衝器件 74LS05 501～05 光電耦合器 4N25 權利要求一種適用於可編程控制器的A/D一模塊，該模塊由A/D變換器、多路開關，移位寄存器，D觸發器、緩衝器和光電耦合器組成，其特徵在於A/D變換器是採用雙斜率積分式A/D變換器及多路開關是相互隔離的。
專利摘要本實用新型提供一種適用於可編程控制器的A/D模塊。該模塊由雙斜率積分式A/D變換器、多路開關、移位寄存器、D觸發器、緩衝器和光電耦合器組成，與可編程控制器配合使用。該模塊轉換精度和解析度高，抗幹擾性能好，成本、造價低、適於我國生產製造。
文檔編號G05B19/04GK2183638SQ9320913
公開日1994年11月23日 申請日期1993年4月7日 優先權日1993年4月7日
發明者凌躍 申請人:機械電子工業部廣州電器科學研究所