[发明专利]一种船舶辅助设备IO信号模块化处理装置

权利要求书

1.一种船舶辅助设备IO信号模块化处理装置，其特征在于：包括相互连接的核心模块和功能模块；

核心模块包括相互连接的控制模块和通信模块；控制模块用于控制功能模块处理IO信号，接收处理后的IO信号，采集、输出、计算、汇总、分发数据，适配与解析协议；通信模块通过网络连接其他IO信号模块化处理装置或上位机用于进行信息交互；

功能模块包括连接辅助设备的监控电路、电源管理模块、隔离电源模块；监控电路用于处理IO信号、对电路进行隔离与保护；电源管理模块的输出端连接隔离电源模块的输入端，用于将电源有效分配给不同的模块；隔离电源模块的输出端连接各用电模块的输入端，用于隔离转换输出分配后的电源。

2.根据权利要求1所述的一种船舶辅助设备IO信号模块化处理装置，其特征在于：

控制模块包括DI控制模块，用于不间断扫描、读取功能模块的各输入通道的数字量状态信号，更新缓存区并通过通信模块上传数据，与功能模块配合实现数据采集、计算、汇总、协议适配和上报；

监控电路包括串联的DI输入保护电路和DI隔离输入电路；每一路DI输入保护电路的输出端对应连接多路DI隔离输入电路的输入端；DI输入保护电路的输入端采用光电耦合器件，通过光电耦合隔离输入数字量信号，保护模块内部电路；DI隔离输入电路的输出端连接控制模块的输入端，用于处理数字量输入信号并发送给控制模块；

隔离电源模块包括第一隔离电源和第二隔离电源；第一隔离电源用于分别为控制模块和DI隔离输入电路提供工作电源，实现隔离供电；第二隔离电源用于为DI输入保护电路供电，每一路DI输入保护电路之间隔离，每一路DI输入保护电路连接的多路DI隔离输入电路共地。

3.根据权利要求1所述的一种船舶辅助设备IO信号模块化处理装置，其特征在于：

控制模块包括DO控制模块，用于通过通信模块接收上位机下发或其他模块转发的开关控制指令，解析后发送给功能模块控制相应电路动作；

监控电路包括DO隔离输出电路；DO隔离输出电路的输出端采用双路单刀双掷的继电器，一路用于驱动输出数字量信号，另一路通过输入隔离将继电器的触点状态反馈至控制模块；

隔离电源模块用于分别为控制模块和DO隔离输出电路提供工作电源，实现隔离供电。

4.根据权利要求1所述的一种船舶辅助设备IO信号模块化处理装置，其特征在于：

控制模块包括AI控制模块，用于不间断扫描、读取功能模块的各输入通道AD转换的数值，更新缓存区并通过通信模块上传数据，与功能模块配合实现数据采集、计算、汇总、协议适配和上报；

监控电路包括依次串联的AI输入保护电路、AD转换电路和光电隔离器；每一路AI输入保护电路的输出端对应连接多路AD转换电路的输入端，用于通过采样电阻采样4～20mA电流信号、通过电压跟随器转换为电压信号并发送给AD转换电路；AD转换电路通过光电耦合器连接控制模块，用于将模拟量信号转换为数字量信号并与控制模块交换数据；

隔离电源模块包括第一隔离电源和第二隔离电源；第一隔离电源用于分别为控制模块和光电隔离器提供工作电源，实现隔离供电；第二隔离电源用于为AD转换电路供电，每一路AI输入保护电路之间隔离，每一路AI输入保护电路连接的多路AD转换电路共地。

5.根据权利要求1所述的一种船舶辅助设备IO信号模块化处理装置，其特征在于：

控制模块包括AO控制模块，用于通过通信模块接收上位机下发或其他模块转发的模拟量输出数值，解析后控制功能模块输出相应电流；

监控电路包括串联的光电隔离器、DA转换电路、AO输出电路；DA转换电路通过光电隔离器连接控制模块，用于将控制模块输出的数字量信号转换为模拟量信号；多路DA转换电路的输出端连接一路AO输出电路，AO输出电路用于输出4～20mA电流的模拟量信号；AO输出电路设有瞬态电压抑制器用于防止高压击穿DA转换电路；

隔离电源模块包括第一隔离电源和第二隔离电源；第一隔离电源用于分别为控制模块和光电隔离器提供工作电源；第二隔离电源用于为DA转换电路供电，每一路AO输出电路之间隔离，每一路AO输出电路连接的多路DA转换电路共地。