CN102736549A - 24位采集模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种24位采集模块，由数据采集处理***及数据通信***组成，所述数据采集处理***由电压电流传感器信号采集模块、电流-电压转换电路、滤波电路、24位模数转换芯片AD7787、AD转换电压基准模块组成，所述电压电流传感器信号采集模块依次与电流-电压转换电路及滤波电路信号连接，所述滤波电路及AD转换电压基准均与24位数模转换芯片AD7787信号连接；所述数据通信***由RS485转换电路和及微处理器ATMEGA16组成，所述微处理器ATMEGA16与RS485转换电路信号连接；所述24位数模转换芯片AD7787通过SPI端口与微处理器ATMEGA16信号连接，本发明采集精度高，可以适用于高要求***；专门用于为西门子PLC模数转换，大大降低了设备成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种数据采集***，尤其涉及一种为了适用PLC的数据通信和高精度数据采集要求的24位采集模块。
背景技术
PLC：可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。AD转换：AD转换就是模数转换，把模拟信号转换成数字信号。Modbus协议：Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言，当在一Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器需要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。
随着工业自动化的发展，PLC的应用越来越广泛，需要经常处理模拟量，对模拟量的采集精度也要求越来越精确，目前已有的采集卡多是10位或12位，部分可以达到16位，满足不了更高精度的采集，当前数据采集模块的缺点：
A：采集精度低，西门子现有模数转换模块为12位，满足不了高精度要求；
B：现有采集模块不适用于西门子PLC数据采集和通讯。
本发明的目的是针对西门子PLC S7-200数据采集高精度的要求，采用24位AD转换芯片，通过Modbus协议与西门子PLC进行数据交换。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种专门用于西门子PLC通信要求的高精度的、有效降低成本的24位采集模块。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种24位采集模块，由数据采集处理***及数据通信***组成，
所述数据采集处理***由电压电流传感器信号采集模块、电流-电压转换电路、滤波电路、24位模数转换芯片AD7787、AD转换电压基准模块组成，所述电压电流传感器信号采集模块依次与电流-电压转换电路及滤波电路信号连接，所述滤波电路及AD转换电压基准均与24位数模转换芯片AD7787信号连接；
所述数据通信***由RS485转换电路和及微处理器ATMEGA16组成，所述微处理器ATMEGA16与RS485转换电路信号连接；
所述24位数模转换芯片AD7787通过SPI端口与微处理器ATMEGA16信号连接。
上述的24位采集模块，所述RS485转换电路与西门子PLC电连接。
本发明24位采集模块的优点是：为了使数据采集模块具有通用性，既可以采集电流信号，也可以采集电压信号，将电流信号经过电流-电压转换电路，转换成电压信号，然后将电压信号调节到AD能转换的范围，所有采集模块上设有三个端子。24位∑-Δ模数转换器AD7787，它利用片内时钟工作，所以不需要提供时钟源，并且AD7787的数据输出速率可以通过软件设置，适合用于需要高分辨率、低功耗的仪器设备，本发明采集精度高，可以适用于高要求***；专门用于为西门子PLC模数转换，大大降低了设备成本。
附图说明
图1为本发明中数据采集处理***的结构框图；
图2为本发明中数据通信***的结构框图；
图3为本发明的整体结构框图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明；
如图1、2、3所示，一种24位采集模块，由数据采集处理***及数据通信***组成，
数据采集处理***由电压电流传感器信号采集模块、电流-电压转换电路、滤波电路、24位模数转换芯片AD7787、AD转换电压基准模块组成，所述电压电流传感器信号采集模块依次与电流-电压转换电路及滤波电路信号连接，所述滤波电路及AD转换电压基准均与24位数模转换芯片AD7787信号连接；数据通信***由RS485转换电路和及微处理器ATMEGA16组成，所述微处理器ATMEGA16与RS485转换电路信号连接；24位数模转换芯片AD7787通过SPI端口与微处理器ATMEGA16信号连接，RS485转换电路与西门子PLC电连接。
本发明的工作原理是：传感器输出信号一般为标准信号1～5V或4～20mA，为了使数据采集模块具有通用性，既可以采集电流信号，也可以采集电压信号，将电流信号经过电流-电压转换电路，转换成电压信号，然后将电压信号调节到AD能转换的范围，所有采集模块上设有三个端子，分别对应于电流或电压不同的接法，使采集模块具有通用性。模数转换芯片选用ADI公司推出的适用于低频测量的低功耗、低噪声、双通道、24位∑-Δ模数转换器AD7787，它利用片内时钟工作，所以不需要提供时钟源，并且AD7787的数据输出速率可以通过软件设置，适合用于需要高分辨率、低功耗的仪器设备。AD7787有5个片内寄存器，对AD7787的设置和控制都是通过寄存器来实现。模数转换参考电压由ADI公司推出的ADR395，可以提供稳定可靠的参考电压。AD7787转换结果通过SPI口与微处理器ATMEGA16通信。AD转换的数据经过微处理器ATMEGA16与PLC通信。通信协议采用的是Modbus。Modbus协议是一种通用的工业标准，在工业控制中得到了广泛应用，Modbus协议采用的是一种主从协议，采用请求-响应方式，主站发出带有从站地址的请求报文，具有该地址的从站收到后发出响应报文进行应答。本数据通信***PLC为主站，数据采集***为从站，当PLC发出请求时，数据采集***先进行CRC校验，防止误操作，校验正确后，将校验信息和采集数据打包后传送给主站PLC。其中PLC通信口是与RS485兼容的，所以ATMEGA16输出信号应经过电平转换，与主站PLC通信。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种24位采集模块，其特征在于：由数据采集处理***及数据通信***组成，
所述数据采集处理***由电压电流传感器信号采集模块、电流-电压转换电路、滤波电路、24位模数转换芯片AD7787、AD转换电压基准模块组成，所述电压电流传感器信号采集模块依次与电流-电压转换电路及滤波电路信号连接，所述滤波电路及AD转换电压基准均与24位数模转换芯片AD7787信号连接；
所述数据通信***由RS485转换电路和及微处理器ATMEGA16组成，所述微处理器ATMEGA16与RS485转换电路信号连接；
所述24位数模转换芯片AD7787通过SPI端口与微处理器ATMEGA16信号连接。
2.根据权利要求1所述的24位采集模块，其特征是：所述RS485转换电路与西门子PLC电连接。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN2012101700187A CN102736549A (zh) | 2012-05-25 | 2012-05-25 | 24位采集模块 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN2012101700187A CN102736549A (zh) | 2012-05-25 | 2012-05-25 | 24位采集模块 |
Publications (1)
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| CN102736549A true CN102736549A (zh) | 2012-10-17 |
Family
ID=46992218
Family Applications (1)
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| CN2012101700187A Pending CN102736549A (zh) | 2012-05-25 | 2012-05-25 | 24位采集模块 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102736549A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2012
- 2012-05-25 CN CN2012101700187A patent/CN102736549A/zh active Pending
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