[发明专利]一种组网式多通道同步隔离数据采集仪

说明书

本发明涉及一种组网式多通道同步隔离数据采集仪，包括多路模拟量采样电路、多路数字量采样电路、主控电路、高速并联通讯电路和上位机通讯电路；主控电路与多路模拟量采样电路、多路数字量采样电路、高速并联通讯电路和上位机通讯电路相连接，多路模拟量采样电路、多路数字量采样电路分别采集模拟信号和数字信号并传送给主控制电路，高速并联通讯电路用于与其他组网式多通道同步隔离数据采集仪相连接，所述上位机通讯电路用于与上位机相连接。本发明设计合理，能够实现多路模拟量信号和多路数字量信号同步采样功能，相比较同类设备，更多的采样通道能够监测更多的数据，具有精度高、分辨率高、抗干扰能力强、体积小、成本低等特点。

技术领域

本发明属于过程数据采集技术领域，尤其是一种组网式多通道同步隔离数据采集仪。

背景技术

在冶金行业中，电控设备在调试、运行过程中，需要对设备产生的多种过程信号进行实时监测，以获取设备的运行状态，分析故障信息。而工业设备的现场应用环境通常十分恶劣，存在复杂的磁场、电场等干扰因素，为保证数据采集的准确性，要求数据采集仪器具有很强的抗干扰能力。

目前，常用的数据采集方式多为工控机配合数据采集卡，其存在的问题是：数据采集隔离电压较低，设备体积非常大，不便于安装布线，采样信号易受干扰，引入较大噪声信号，导致很难还原有效信号，并且设备成本非常高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种组网式多通道同步隔离数据采集仪,解决现有数据采集设备存在的设备体积大、抗干扰能力差、设备成本高且不易安装布线等问题。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种组网式多通道同步隔离数据采集仪，包括多路模拟量采样电路、多路数字量采样电路、主控电路、高速并联通讯电路和上位机通讯电路；所述主控电路与多路模拟量采样电路、多路数字量采样电路、高速并联通讯电路和上位机通讯电路相连接，所述多路模拟量采样电路、多路数字量采样电路分别采集模拟信号和数字信号并传送给主控制电路，所述高速并联通讯电路用于与其他组网式多通道同步隔离数据采集仪相连接，所述上位机通讯电路用于与上位机相连接。

所述主控电路还连接一个485通讯电路电路。

所述主控电路还连接一个状态指示电路。

所述主控电路由FPGA模块和ARM模块连接构成，该FPGA模块与多路模拟量采样电路、多路数字量采样电路、高速并联通讯电路和ARM模块相连接，该ARM模块与FPGA模块、上位机通讯电路、状态指示电路及485通讯电路电路相连接。

所述模拟量采样电路由保护滤波电路、AD电路、隔离电路依次连接构成；所述保护滤波电路与模拟量信号相连接，通过共模电路、差模电路对模拟信号进行滤波，通过TVS管对输入电路进行保护，经运放跟随器输入到AD电路；所述AD电路采用高速AD芯片；所述隔离电路采用电容隔离芯片。

所述数字量采样电路由滤波输入电路和隔离电路连接构成，所述滤波输入电路与数字信号相连接，通过一阶差模电路、共模电路滤波后连接至隔离电路输入端，该隔离电路采用双极性光耦对数字信号进行隔离后传输至主控电路。

所述高速并联通讯电路包括地址选择电路、网口PHY芯片和二路光纤接口电路；所述地址选择电路确认数据采集仪通讯地址，并将地址信息传递给主控电路；所述PHY芯片由主控电路驱动，经二路光纤接口电路对外通讯。

所述上位机通讯电路由网口PHY芯片和RJ45接口连接构成；所述网口PHY芯片与主控电路的ARM模块通过RMII接口相连，该网口PHY芯片经RJ45接口与上位机通讯。

所述485通讯电路由485PHY芯片和隔离电路连接构成，所述485PHY芯片通过串口与主控电路的ARM模块相连接，该485PHY芯片经过数据隔离电路后对外通讯。