[实用新型]将模拟、数字量信号集成采集的组合功能模块及采集系统

说明书

本实用新型涉及一种将模拟、数字量信号集成采集的组合功能模块及采集系统，该组合功能模块包括模拟量采集单元，其输入端与传感器直连，用于不通过PLC从传感器采集模拟量信号；数字量采集单元，其输入端与传感器直连，用于不通过PLC从传感器采集数字量信号；CPU单元，其数字量输入端与数字量采集单元的输出端耦接，用于对接收的模拟量信号和数字量信号进行处理和转发；RS485总线通讯单元，其与CPU单元连接，用于将数据发送至数据接收装置；以及以太网通讯单元，其与CPU单元连接，用于将数据发送至数据接收装置。本实用新型的组合功能模块就近布置在传感器侧，同时采集模拟量和数字量信号，且具有统一总线通讯端口，现场实施过程中布线方便、施工成本较低。

技术领域

本实用新型涉及工控装置的技术领域，尤其是涉及一种将模拟、数字量信号集成采集的组合功能模块及采集系统。

背景技术

以推进工业物联网技术的发展为导向，实现生产制造业产业升级、实现智能制造的大背景下，很多企业投身于工业物联网的大潮之中。要实现工业现场的智能制造，其中最底层的一环是进行数据采集，对于需要将模拟量和数字量信号进行同时采集的场合，目前普遍的做法是采用多通道的模拟量模块和数字量模块组合使用。现有常用的这种采集方式的采集模块一般都装在现场的通讯柜中或采集子站中，在进行数据通讯时，模拟量模块和数字量模块均需要通过信号线连接传感器，每根信号线至少选择用4芯0.3平方的屏蔽线，由于工厂传感器数量较多、分布较广，有些传感器距离通讯柜或者采集子站较远，有些十几米，甚至几百米，那么，每个传感器通过信号线接入通讯柜或者采集子站中的模拟量模块和数字量模块中所需要的布线量巨大、况且模块上还需要设置电源，在实施过程中，材料成本和施工成本非常高、难度大。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的之一是提供一种将模拟、数字量信号集成采集的组合功能模块，能够布置在传感器侧，同时采集模拟量和数字量信号，具有总线通讯功能，实施过程中布线方便、施工成本较低。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：一种将模拟、数字量信号集成采集的组合功能模块，包括：模拟量采集单元，其输入端与传感器直连，用于不通过PLC从所述传感器采集模拟量信号；数字量采集单元，其输入端与传感器直连，用于不通过PLC从所述传感器采集数字量信号；CPU单元，其数字量输入端与所述数字量采集单元的输出端耦接，用于对接收的模拟量信号和数字量信号进行处理和转发；RS485总线通讯单元，其与CPU单元连接，用于将数据发送至数据接收装置；以及以太网通讯单元，其与CPU单元连接，用于将数据发送至数据接收装置。

通过采用上述技术方案，将模拟量和数字量信号采集功能集成，并具有统一的通讯端口，可以解决工业生产现场模拟量和数字量同时采集的问题，该组合功能模块能够直接安装在传感器侧，并且每个传感器均对应一个组合功能模块，从而能够绕过PLC，直接从传感器上采集模拟量信号或者数字量信号，相比于传统的将采集模块放置在通讯柜中或者采集子站中，本组合功能模块只需要一根总线，便可以与所有的传感器实现通讯，克服了工业现场存在的客观问题，实施过程中布线方便、施工成本较低。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述CPU单元为基于ARM的32位微控制器。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述模拟量采集单元包括第一模拟量信号采集电路和第二模拟量信号采集电路，两者均包括差分运放电路和比例放大电路，所述差分运放电路用于将差分信号转成共地信号，所述比例放大电路用于调整发送给CPU电路的模拟量信号。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：模拟量采集单元包括4-20mA、0-20mA、±10mA、0-20mV、0-75mV、0-5V、0-10V、±50mV、±100mV、±5V的其中任意一种或者任意两种及两种以上的组合的模拟量信号的采集电路。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述数字量采集单元包括支持20kHz及以下的数字量信号的数字量信号的采集电路。