[实用新型]一种四路模拟量输出控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及模拟量控制技术领域，具体的说是一种四路模拟量输出控制装置。

背景技术

模拟量输出控制主要用于工业自动化设备和智能建筑设备的模拟量通信控制等应用。模拟量输出控制主要包括电压输出和电流输出，电压输出主要包括0-5V电压输出和0-10V电压输出；电流输出主要包括0-20mA电流输出和4-20mA电流输出。目前市面上的模拟量输出装置普遍存在着功能单一、兼容差、成本高的问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种四路模拟量输出控制装置，该装置上行与上位机通过CAN总线或RS485总线通信，下行输出4路模拟量，每路模拟量可选择0-20mA/4-20mA电流输出（AIO）模式或0-5V/0-10V电压输出（AVO）模式，两种模式可以通过跳槽选通的方式或者上位机下达指令的方式进行选择。

本实用新型一种四路模拟量输出控制装置，包括：电源单元、核心单元、通信单元、D/A转换单元、AO输出单元；电源单元分别与核心单元、通信单元、D/A转换单元通过5V和3.3V电源线构成电连接，电源单元与AO输出单元通过±15V电源线构成电连接；核心单元与通信单元通过串口信号线bus构成电连接，核心单元与D/A转换单元通过SPI总线构成电连接，核心单元与AO单元通过IO信号线构成电连接；D/A转换单元与AO输出单元通过模拟量信号线构成电连接。

所述电源单元由全桥整流电路、隔离电源电路和电压转换电路组成。装置外部接入24V模拟电压源，全桥整流后产生24V直流电压源，24V直流电压源经过隔离电源电路转换产生±15V电压源，与AO输出单元构成电连接；24V直流电压源经过电压转换电路转换后产生5V/3.3V电压源，与其他单元分别构成电连接。

所述核心单元由单片机主控电路及外围电路组成。外围电路由晶振电路、编程接口电路、复位电路、LED指示电路、地址拨码电路、AO输出模式电路组成。外围电路与单片机主控电路之间通过信号线构成电连接；单片机主控电路采用NXP公司的内部集成C_ CAN控制器的LPC11C12/4F型号单片机。

所述通信单元由CAN收发电路和RS485收发电路组成。CAN收发电路和RS485收发电路用于装置与上位机之间的远距离通信。

所述D/A转换单元由信号电平转换电路、D/A转换电路、2.5V基准电路组成。信号电平转换电路与D/A转换电路通过信号线构成电连接；D/A转换电路与2.5V基准电路通过2.5V电源线构成电连接。

D/A转换电路采用支持4路12bit精度D/A输出的DAC7615芯片，2.5V基准电路采用2.5V/1%精度的基准电平芯片REF01。

所述AO输出单元由SPDT（单刀双掷）开关电路、4路电压运放电路、4路电流运放电路组成。SPDT开关电路分别与电压运放电路和电流运放电路通过模拟信号线构成电连接。电压运放电路将D/A转换电路产生的0-2.5V电压信号线性放大到0-5V或0-10V电压信号；电流运放电路将D/A转换电路产生的0-2.5V电压信号线性转换成0-20mA或4-20mA恒流源电流信号。

本实用新型一种四路模拟量输出控制装置的优点是：装置的上行数字量通信兼容CAN通信接口和RS485通信接口，下行模拟量输出兼容0-5V/0-10V电压输出和0-20mA/4-20mA电流输出四种输出模式，模式的选择兼容指令方式和物理方式，设计合理、兼容性高、可靠性高、成本低。

附图说明

图1 四路模拟量输出控制装置结构框图。

图2 四路模拟量输出控制装置原理框图。

图3 模拟量输出模式选通原理框图。

图4 电压输出原理图。

图5 电流输出原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所述四路模拟量输出控制装置，包括：电源单元1、核心单元2、通信单元3、D/A转换单元4、AO输出单元5；电源单元1分别与核心单元2、通信单元3、D/A转换单元4通过5V和3.3V电源线构成电连接，电源单元1与AO输出单元5通过±15V电源线构成电连接；核心单元2与通信单元3通过UART和C_CAN 串口信号线bus构成电连接，核心单元2与D/A转换单元4通过SPI信号线构成电连接，核心单元2与AO输出单元5通过IO控制信号线构成电连接；D/A转换单元4与AO输出单元5通过模拟量信号线构成电连接。