[实用新型]组合式通用型LonWorks现场控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于检测与控制现场信号的总线装置，尤其是一种采用LonWorks总线技术检测与控制开关量信号和电流/电压型模拟量信号的现场控制器。 

背景技术

目前，公知的LonWorks现场控制器多采用整体式结构，中央控制器、IO接口电路以及相关的外围电路集成在一块电路板上，这种整体式结构的产品造成日后维修保养不方便和产品升级困难。这种整体式结构的产品不容易胜任检测和控制对象的信号通道数量和信号通道类型变化的场合，通用性不强，灵活性不好。 

发明内容

为了克服整体式LonWorks现场控制器通用性、灵活性、维护性不强的不足，本实用新型提供一种组合式结构的通用型LonWorks现场控制器，该控制器的中央处理器和IO接口采用模块式结构独立设计，根据应用场合的需要将中央控制的主模块和适量数量的IO扩展模块组合成产品。这种结构的产品对日后维修和升级更换更方便，能够根据实际需求为产品配置合适的硬件资源，优化了产品资源，提高产品的性价比。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：组合式通用型LonWorks现场控制器由底板、主模块和可选的IO扩展模块组合构成，主模块通过插座A与底板连接，IO扩展模块通过插座B、插座C、插座D与底板相连。所述的底板自身具有7路AI(模拟量输入)通道，能够检测0～2.5V、0～5V，0～10V三种标准电压输入信号或0～10mA、4～20mA电流输入信号。所述底板自身具有4路集电极开路的DO(开关量输出)通道，吸收最大电流能力为200mA；主模块以神经元芯片为核心，所述主模块连接到底板专用插座上就成为基础型控制器；IO扩展模块以单片机为核心，有开关量输入、开关量输出、模拟量输入、模拟量输出四种类型供选用，所述的IO扩展模块连接到底板IO扩充插座就成为扩展型控制器。所述底板连接开关量输入模块能够检测干触点输入、电平输入及脉冲输入信号；所述底板连接开关量输出模块能够输出集电极开路开关信号；所述底板连接模拟量输入模块能够检测标准电压或电流输入信号，通过配置通道输入电阻能够检测0～2.5V、0～5V，0～10V三种标准电压输入信号或0～10mA、4～20mA电流输入信号。所述底板连接模拟量输出模块能够输出0～10V标准直流电压信号。 

本实用新型的有益效果是，这种现场控制器根据实际场合对IO点数的需求，在底板上插接适当数量的IO扩展模块；这种现场控制器根据实际场合对IO类型的需求，在底板上插接适 当类型的IO扩展模块；这种结构能最大限度优化产品的软硬件资源，增强产品的通用性、灵活性和维护性，提高了产品的性价比。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 

图1是本发明控制器的结构示意图。 

图2是本发明控制器底板的电路原理图。 

图3是本发明控制器主模块的电路原理。 

图4是本发明控制器IO扩展模块的结构示意图。 

具体实施方式

图1中，主模块通过插座A与底板连接，端口A为底板自带的IO接口，包含7路AI通道、4路DO通道、网络接口和电源接口，底板上预留的端口B、端口C和端口D依次由IO扩展模块C、IO扩展模块D和IO扩展模块E定义。主模块是控制器的必选模块，IO扩展模块是可选模块，当底板自身的IO通道数量和类型满足不了实际需要时，可以连接IO扩展模块满足。 

图2中，底板自身提供的7路AI通道和4路DO通道，通过配置AI通道的输入电阻能够检测0～2.5V、0～5V，0～10V三种标准电压输入信号或0～10mA、4～20mA电流输入信号，XI～X7通道的输入电阻配置情况如表1所示。所述底板主要通过40106芯片、4007芯片和2051单片机构成自身的4路DO通道(DOa～DOd)。所述底板主要通过2051单片机构成SPI数据总线，实现所述底板与主模块和扩展模块的连接。 

表1X1～X7输入通道相关电阻配置 

图3中，主模块以Neuron3150芯片为核心，通过74HC00与非门和两个74HC32或门组成的逻辑电路实现存储器AT29C512的扩展。Neuron3150芯片通过收发器FTT-10A将控制器接到LonWorks双绞线总线上。采用MC33164对Neuron3150进行低电压监测复位。所述主模块通过IO0～1010共11个管脚与外围电路实现沟通。 

图4中，底板通过插接IO扩展模块扩充现场控制器的IO通道数和IO通道类型。开关量输入模块能够检测干触点输入、电平输入及脉冲输入信号；开关量输出模块能够输出集电极开路的开关量信号，吸收电流能力最大为200mA；模拟量输入模块能够检测0～2.5V、0～5V，0～10V三种标准电压输入信号或0～10mA、4～20mA电流输入信号；模拟量输出模块能够输出0～10V标准直流电压。