数字量输入输出板卡的制作方法

本实用新型涉及工业自动化技术领域，尤其涉及一种数字量输入输出板卡。

背景技术：

在当前自动化仪器与仪表行业中，现场总线作为现场总线控制系统的关键性技术在工业控制领域中应用广泛。ethercat总线技术由德国倍福公司提出，由于其具有网络实时性高、拓扑结构灵活、系统配置简单等特点，目前已得到越来越广泛的应用。例如已经有基于ethercat的模块式plc产品面世，实际应用中plc用到的数字量一般为24v的数字量，数字量输入输出板卡就是用来实现向现场端设备输出24v数字量信号，同时还用来采集现场端设备输入的24v数字量信号。但是，现有的数字量输入输出板卡不具有数字量诊断功能，当数字量信号出现故障时，不会作出任何响应，会影响现场端设备。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供一种数字量输入输出板卡，能够实现板卡数字量信号的故障诊断。

本实用新型提供一种数字量输入输出板卡，包括：从站控制器、微处理器、数字量输出电路、数字量输出回采电路以及数字隔离电路，其中，

所述从站控制器，用于接收主站控制器发送的数据包，对数据包进行解析，并将解析出的数据发送至所述微处理器；

所述微处理器，通过spi总线与所述从站控制器通信，用于接收所述从站控制器发来的数据并根据接收到的数据输出数字量输出控制信号；

所述数字量输出电路，用于根据所述数字量输出控制信号，输出数字量输出信号；

所述数字量输出回采电路，用于采集所述数字量输出信号，得到数字量输出回采信号，将数字量输出回采信号经过所述数字隔离电路发送到所述微处理器，以使所述微处理器判断当前输出状态是否正常。

可选地，还包括：防误触发电路，连接于所述微处理器和所述数字量输出电路之间，用于防止在系统上电时所述数字量输出电路对所述微处理器输出的数字量输出控制信号产生错误响应。

可选地，还包括：数字量采集与故障诊断电路，用于对数字量输入信号进行采集，得到数字量采集信号并生成对应的故障诊断信号，将数字量采集信号及故障诊断信号经过所述数字隔离电路发送到所述微处理器，以使所述微处理器判断输入状态是否正常。

可选地，还包括：现场端电源监测电路，用于对输入的现场端电源信号进行监测，输出现场端电源监测信号至所述微处理器。

可选地，所述数字量输出电路包括多路固态继电器。

可选地，还包括：eeprom存储器，所述eeprom存储器通过i2c总线与所述从站控制器连接，用于存储所述从站控制器的设备配置信息。

可选地，所述从站控制器采用et1100或者et1200。

可选地，所述微处理器采用sparcv8架构。

本实用新型提供的数字量输入输出板卡，加入数字量输出回采电路，微处理器通过数字量输出回采电路能够对输出信号实时监测，实现板卡输出信号的故障诊断。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的数字量输入输出板卡的组成框图；

图2为本实用新型另一实施例的数字量输入输出板卡的组成框图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型一实施例提供一种数字量输入输出板卡，如图1所示，包括：从站控制器11、微处理器12、数字量输出电路13、数字量输出回采电路14以及数字隔离电路15，其中，

所述从站控制器11，用于接收主站控制器发送的数据包，对数据包进行解析，并将解析出的数据发送至所述微处理器12；

所述微处理器12，通过spi总线与所述从站控制器11通信，用于接收所述从站控制器11发来的数据并根据接收到的数据输出数字量输出控制信号；

所述数字量输出电路13，用于根据所述数字量输出控制信号，输出数字量输出信号；

所述数字量输出回采电路14，用于采集所述数字量输出信号并将采集到的数字量输出信号经过所述数字隔离电路15发送到所述微处理器12，以使所述微处理器12判断当前输出状态是否正常。

具体地，所述从站控制器11实现数字量输入输出板卡物理层及数据链路层协议，实现ethercat总线的通信功能。本实施例中，从站控制器11用于接收主站控制器发送的数据包，对数据包进行解析，并将解析出的数据发送至微处理器12，从站控制器11采用et1100或者et1200，从站控制器提供2个通信接口：端口0和端口1，且这两个通信接口的物理层都采用ebus形式(德国倍福公司使用的lvds的数据传输标准)，数据流从端口0输入，从端口1输出。为提高ebus通信抗共模、差模电磁干扰的能力，在ebus低压差分传输线对上增加共模、差模电感。

所述微处理器12实现数字量输入输出板卡的逻辑控制与协调管理功能，本实施例中，微处理器12通过spi总线与所述从站控制器11通信，用于接收所述从站控制器11发来的数据并根据接收到的数据输出数字量输出控制信号，微处理器采用国产sparcv8型cpu，通过gpio接口对外输出数字量输出控制信号。

所述数字量输出电路13，包括多路固态继电器，每路固态继电器通过内部驱动输出24v工业标准数字电压，同时还能起到现场端与系统端隔离作用。

所述数字量输出回采电路14，利用电阻分压进行采样，采集数字量输出电路13输出的数字量输出信号，得到输出回采信号。

所述数字隔离电路15，用于实现现场端与系统端的隔离。板卡现场端将采集到的各个信号发送至数字隔离电路15，数字隔离电路15再将信号转发至微处理器12。

另外，图1所示数字量输入输出板卡还包括：eeprom存储器16，所述eeprom存储器16与所述从站控制器11通过i2c总线连接，用于存储所述从站控制器11的设备配置信息。

本实用新型实施例提供的数字量输入输出板卡，加入数字量输出回采电路，微处理器通过数字量输出回采电路能够对输出信号实时监测，实现板卡输出信号的故障诊断。

进一步地，如图2所示，所述数字量输入输出板卡还包括：防误触发电路20，连接于所述微处理器12和所述数字量输出电路13之间，用于防止在系统上电时所述数字量输出电路13对所述微处理器12输出的数字量输出控制信号产生错误响应，即防止板卡的输出端口出现瞬时的误动作。

如图2所示，所述数字量输入输出板卡还包括：数字量采集与故障诊断电路21，用于对数字量输入信号进行采集，得到数字量采集信号并生成对应的故障诊断信号，将数字量采集信号及故障诊断信号经过所述数字隔离电路发送到所述微处理器12，以使所述微处理器判断输入状态是否正常。在数字量采集与故障诊断电路21输入侧有一断线检测电阻r1，并联在数字量输入信号线上，如果数字量输入信号线出现断线故障，假定数字量输入信号为24v，则24v数字量通过电阻r1形成回路，必然存在压降，因此数字量采集与故障诊断电路采集到的电压必然小于24v；如果不存在断线故障，数字量采集与故障诊断电路采集到的电压则为24v。

如图2所示，所述数字量输入输出板卡还包括：现场端电源监测电路22，用于对输入的现场端电源信号进行监测，输出现场端电源监测信号至所述微处理器12。当所述现场端电源信号出现故障时，微处理器能够及时上报。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。