[实用新型]一种16通道模拟量采样模块

说明书

本实用新型涉及工业自动化控制技术领域，尤其涉及一种16通道模拟量采样模块，其包括：模数转换单元、运算放大单元、电容、电阻、电压源以及控制芯片单元，所述模数转换单元的输入端连接模拟量信号源，所述模数转换单元输出转换信号至所述控制芯片单元，所述控制芯片单元对所述转换信号进行处理并输出，所述运算放大单元和所述电容耦接在所述模拟量信号源与所述模数转换单元之间，所述电压源向所述电容充电，所述电容放电时产生断线限制信号至所述模数转换单元。本实用新型增加了采样种类和采样范围，可以无扰动地测量现场设备输出的‑20～20mA/‑5～+5V信号，实现工业现场的需要。

技术领域

本实用新型涉及工业自动化控制技术领域，尤其涉及一种16通道模拟量采样模块。

背景技术

目前，分布式控制系统(distributed control systems，简称DCS)已被广泛应用于电力、石油、化工、钢铁、造纸、水泥、脱硫、除尘、水处理等自动化控制领域中，它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。

在现有的实现方案中，单个模块只能采集到8个通道的4-20mA的电流信号，模块采样的信号单一且范围较小，实际使用中只能匹配电流型的仪表设备，无法匹配电压型的仪表设备，同时也无法检测反向信号。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种16通道模拟量采样模块。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是：现有模块采样的信号单一且范围较小，为解决此问题提供增加采样种类和扩大采样范围的16通道模拟量采样模块。满足此模拟量采样模块可以无扰动地测量现场设备输出的-20～20mA/-5～+5V信号，实现工业现场的需要。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种16通道模拟量采样模块，其包括：模数转换单元、运算放大单元、电容、电阻、电压源以及控制芯片单元，其中所述模数转换单元的输入端连接模拟量信号源，所述模数转换单元对采集到的模拟量进行采样量化后输出转换信号至所述控制芯片单元，所述控制芯片单元根据预设指令对所述转换信号进行处理并输出，其中所述运算放大单元和所述电容耦接在所述模拟量信号源与所述模数转换单元之间，所述电压源向所述电容充电，所述电容放电时经过所述运算放大单元产生一低于采样下限的检测信号至所述模数转换单元，所述模数转换单元将所述检测信号送入所述控制芯片单元后作为断线判断依据，所述电阻耦接在所述电压源与所述模拟量信号源之间。

进一步地，所述模拟量信号源与所述模数转换单元之间设有多路开关阵列。

进一步地，16通道模拟量采样模块还包括第一供电单元，所述第一供电单元为所述模数转换单元和所述控制芯片单元供电。

进一步地，16通道模拟量采样模块还包括第二供电单元，所述第二供电单元为产生所述模拟量信号源的外部设备供电。

进一步地，16通道模拟量采样模块还包括指示灯单元，所述指示灯单元连接所述控制芯片单元并根据所述控制芯片单元的指令对信号处理状态进行指示。

进一步地，所述模数转换单元与所述控制芯片单元之间设有数字隔离单元。

进一步地，所述控制芯片单元包括互相连接的现场可编程门阵列单元和微控制器。

进一步地，所述现场可编程门阵列单元接收所述模数转换单元输出的所述转换信号并输出至所述微控制器，所述微控制器对所述转换信号进行零位、满度标定处理，并将处理后的所述转换信号回传给所述现场可编程门阵列单元，所述现场可编程门阵列单元将经过处理的所述转换信号向外输出。

进一步地，所述控制芯片单元通过数据总线单元向外输出所述转换信号，所述数据总线单元包括RS485芯片。