模拟电流输出模块的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开设及一种模拟电流输出模块，且更特别地，设及一种能够通过检测到由于 外部电流负载装置的故障或互连错误而可能出现的电流输出过载状态并提前切断输出来 防止损坏可编程逻辑控制器任LC)和外部负载系统且提高稳定性的模拟电流输出模块。
【背景技术】
[0002] PLC是一种计算机，其能够通过在其内嵌入诸如数字操作、逻辑操作、时序控制、定 时器和计数器的功能来控制各种自动化机器和处理器，并包括能够存储程序和各种数据的 存储器。
[0003] PLC可W应用于包括装置控制、装置数字设定、时间控制、实时监控、实时数据收集 和安全起动装置的各种作业。
[0004] PLC包括适用于给自动化设施设备提供信号的模拟输出模块、和适用于接收来自 自动化设施设备的信号输出的模拟输入模块。模拟输入模块起到将从自动化设施设备传送 的模拟信号转换成数字信号且将数字信号传送给内部操作处理单元的作用。另外，模拟输 出模块起到接收来自操作处理单元的数字信号、将数字信号转换成模拟信号且将模拟信号 传送给自动化设施设备的作用。传送给自动化设施设备的模拟信号可W是电压类型或电流 类型。因此，PLC的模拟输出模块包括输出电压类型的模拟信号的模拟电压输出模块和输 出电流类型的模拟信号的模拟电流输出模块。
[0005] PLC的典型的模拟电流输出模块在无需额外操作的情况下将数字值转换成模拟 值，并且输出模拟值。
[0006] PLC是用于工业领域的通用控制器，并且其外部负载系统也是各种各样的。在由于 各种系统之中的特定负载装置出现故障或互连错误而使外部负载阻抗高于标准值的情况 下，模拟电压过度增大，且外部负载系统和模拟电流输出模块可能会损坏。
[0007] 为了解决该个问题，需要PLC用户在外部负载系统和每个输出通道的模拟电流输 出模块之间安装额外的过载切断装置，则相应地增加了安装成本。另外，过载切断装置也可 能具有故障或互连错误问题。
【发明内容】
[000引实施例提供了能够通过检测到由于外部电流负载装置中的故障或互连错误而可 能出现的电流输出过载状态并提前切断输出来防止损坏PLC模块和外部负载系统的模拟 电流输出模块。
[0009] 实施例还提供了模拟电流输出模块，其包括生成并输出数字信号的微处理器单元 (MPU)、将数字信号转换成模拟信号且输出模拟信号的数字模拟值/A)转换器、输出与从D/A转换器输出的模拟信号相对应的控制电流的模拟电流输出电路、W及通过测量控制电流 和比较控制电流的值与预设的参考值来检测过载是否发生的过载检测单元，其中，过载检 测单元基于从MPU传送的参考值生成信号来设定参考值，并且过载检测单元包括比较控制 电流的值与参考值并检测过载是否发生的比较器，和根据参考值生成信号生成参考值并提 供参考值给比较器的参考值设定单元。
[0010] 在下面的附图和说明书中阐明了一个或多个实施例的细节。从说明书和附图化及 权利要求书，其他特征将是显而易见的。
【附图说明】
[0011] 图1为根据实施例的模拟电流输出模块的配置图。
[0012] 图2为显示通过使用根据实施例的模拟电流输出模块来确定过载是否发生的情 况的图表。
[0013]图3为示出了根据实施例的模拟电流输出模块的操作的流程图。
【具体实施方式】
[0014] 现将详细地参考本公开的实施例，附图中示出了本公开的实施例的示例。
[0015] 将参照附图详细地描述根据实施例的模拟电流输出模块。然而，本发明可W采用 许多不同形式来体现且不应该被解释为限于在本文中所阐述的实施例；相反地，通过添加、 改变和变化能够很容易地得出包含在其他退化的发明中或落入本公开的精神和范围内的 替代实施例，并且该些替代实施例将充分地传达本发明的构思给本领域的技术人员。
[0016] 参照图1至图3将提供关于根据实施例的模拟电流输出模块的描述。
[0017] 首先，在由于负载装置的故障或互连错误而使外部负载阻抗高于标准值的情况 下，本实施例可W防止损坏负载系统和模拟电流输出模块。
[001引图1示出了根据实施例的模拟电流输出模块的配置。
[0019] 参照图1，模拟电流输出模块200输出控制电流至外部负载系统100。外部负载系 统100由电流信号驱动且控制电流具有模拟电流值。此外，外部负载系统100具有外部负 载阻抗化并且外部负载阻抗化不大于600Q且可W由用户来改变其数值。
[0020] 另一方面，模拟电流输出模块200可W包括微处理器单元（MPU)210、光禪合器 220、数字模拟值/A)转换器230、模拟电流输出电路240,W及过载检测单元250。
[0021] 另外，模拟电流输出模块200可W包括多个通道，且光禪合器220、D/A转换器230、 模拟电流输出电路240,和过载检测单元250可W形成一个通道。多个通道接收来自MPU 210的数字值，并输出具有模拟值的控制电流。在下文中，主要描述了一个通道的配置。
[0022]MPU210对电流输出执行内部序列处理并生成具有数字值的数字信号然后输出数 字信号。另外，数字信号通过光禪合器220经D/A转换器230被转换成模拟信号。
[0023] 另外，MPU210传送参考值信息（参考值生成信号）给过载检测单元250,其中，参 考值信息为用于检测过载的参照。在该一点上，由MPU210来设定参考值信息并且MPU210 是基于外部负载系统100的外部负载阻抗化的值（阻抗值）和所生成的数字信号值来设 定参考值信息。
[0024] 光禪合器220将数字电路与模拟电路隔离开，并将从MPU210输出的数字信号传 送进D/A转换器230中。
[0025]D/A转换器230将数字信号转换成模拟信号并放大模拟信号，然后传送模拟信号 至模拟电流输出电路240。
[0026] 模拟电流输出电路240根据从D/A转换器230输出的模拟信号输出控制电流。控 审IJ电流可W介于4mA至20mA之间，并驱动外部负载系统100,外部负载系统100的外部负载 电阻不大于600Q。
[0027] 过载检测单元250测量输出至外部负载系统100的控制电流并基于所测得的控制 电流值来检测过载是否发生。然后，当检测到过载时，过载检测单元250输出过载检测信号 至MPU210。
[0028] 当过载检测单元250输出过载检测信号时，MPU210切断控制电流的输出或生成 预设的错误输出电流值。通过该操作，防止由于过载而损坏外部负载系统100和模拟电流 输出模块200。
[0029] 当发生过载时，错误输出电流值被预设为不大于与过载对应的数值的值。另外，当 接收过载检测信号时，MPU210生成错误代码并将其提供给外部用户。
[0030] 另一个方面，过载检测电路250测量控制电流并包括比较控制电流值与参考值且 确定过载是否发生的比较器251，和连接至比较器251且提供根据从MPU210传送的参考值 生成信号（参考值信息）而改变的参考值给比较器251的参考值设定单元252。
[0031] 例如，参考值设定单元252可W是数字电位器并根据参考值生成信号调整数字电 位器的分压比。另外，参考值设定单元252可W重新设定调整后的数值为参考值并提供参 考值给比较器251。
[0032] 在该一点上，可W根据下列等式（1)确定参考值Vf:
[0033]
【主权项】
1. 一种模拟电流输出模块，包括： 微处理器单元（MPU)，其生成并输出数字信号； 数字模拟（D/A)转换器，其将所述数字信号转换成模拟信号并输出所述模拟信号； 模拟电流输出电路，其输出与从所述数字模拟转换器输出的所述模拟信号相对应的控 制电流；以及 过载检测单元，其通过测量所述控制电流并比较所述控制电流的值和预设的参考值来 检测过载是否发生， 其中，所述过载检测单元基于从所述微处理器单元传送的参考值生成信号来设定所述 参考值，并且 所述过载检测单元包括比较所述控制电流的值与所述参考值并检测所述过载是否发 生的比较器，和根据所述参考值生成信号生成所述参考值并提供所述参考值给所述比较器 的参考值设定单元。
2. 根据权利要求1所述的模拟电流输出模块，其中，所述微处理器单元基于所述数字 信号的值和外部负载阻抗的值来确定所述参考值生成信号。
3. 根据权利要求1所述的模拟电流输出模块，其中，当所述微处理器单元接收到来自 所述过载检测单元的过载检测信号时，所述微处理器单元输出控制电流。
4. 根据权利要求1所述的模拟电流输出模块，其中，当所述微处理器单元接收到来自 所述过载检测单元的过载检测信号时，所述微处理器单元输出预设的错误输出电流值。
5. 根据权利要求1所述的模拟电流输出模块，其中，当所述微处理器单元接收到来自 所述过载检测单元的过载检测信号时，所述微处理器单元生成错误代码并提供所述错误代 码给外部用户。
6. 根据权利要求1所述的模拟电流输出模块，其中，所述参考值设定单元是数字电位 器，并且 所述数字电位器根据所述参考值生成信号调整其分压比，并传送调整后的值给所述比 较器。
7. 根据权利要求6所述的模拟电流输出模块，其中，根据下列等式来确定所述参考值 Vr：
其中，&和R2为所述数字电位器的分压比（R1:R2)，Mi表示负载检测裕度常数，表示 外部负载阻抗，L表示数字模拟转换的电流输出值，以及VKEF表示参考电压。
8. 根据权利要求1所述的模拟电流输出模块，进一步包括光耦合器，其传送从所述微 处理器单元输出的所述数字信号给所述数字模拟转换器， 其中，所述光耦合器将数字电路和模拟电路隔离开。
9. 根据权利要求1所述的模拟电流输出模块，其中，所述控制电流介于4mA至20mA之
10. 根据权利要求1所述的模拟电流输出模块，其中，所述微处理器单元基于外部负载 系统的外部负载阻抗来设定参考值设定信息。
【专利摘要】一种模拟电流输出模块，包括生成和输出数字信号的MPU、将数字信号转换成模拟信号且输出模拟信号的D/A转换器、输出与从D/A转换器输出的模拟信号相对应的控制电流的模拟电流输出电路，和通过测量控制电流并比较控制电流的值与预设的参考值来检测过载是否发生的过载检测单元，其中，过载检测单元基于从MPU传送的参考值生成信号来设定参考值，并且过载检测单元包括比较控制电流值与参考值并检测过载是否发生的比较器，和根据参考值生成信号生成参考值并提供参考值给比较器的参考值设定单元。
【IPC分类】H02H3-08
【公开号】CN104810783
【申请号】CN201510033623
【发明人】权宰逸
【申请人】Ls产电株式会社
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年1月22日
【公告号】US20150214728