CN209299232U - 开关量输入电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了开关量输入电路，包括MCU模块、两个RS‑485通信模块和开关量输入模块，开关量输入模块包括单片机、开关量输入电路、第一二极管、第一电阻和第二电阻，输入电路包括第二二极管、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第一光耦和电感，第一电阻的一端连接第一二极管的负极，电感的一端连接在第一电阻和第二电阻之间，第三电阻的一端、第二二极管的负极和第一电容的一端均连接第一光耦的第一引脚，电感的另一端、第二二极管的正极和第一电容的另一端均连接第一光耦的第二引脚。本实用新型通过多设计一路RS‑485通信模块，可随时满足需求，减少大量的人力、物力、财力，无需定制，并且可实现有源无源输入。

Description

开关量输入电路

技术领域

本实用新型涉及一种电力技术领域，尤其涉及一种开关量输入电路。

背景技术

目前，电力***中，开关量输入的应用场合十分广泛，开关量输入能实时检测相应点的开关量状态，其工作状态影响着整个电力***工作的稳定性，是多数场合不可或缺的必备设备，十分重要。

然而现有的开关量输入通常被设计为仪表类产品的一个功能模块，只有少数场合使用独立的开关量输入产品。但是局限于仪表类产品的体积、外漏接口、常用现场需要，通常只会具有1到4路开关量输入功能模块。从而导致有些场合需要某个仪表类产品的其他功能，但是该仪表类产品包含的开关量输入功能模块数量达不到要求。对于这种情况，多数企业，为了竞标的成功，由于时间的限制，通常会在原有产品上进行开关量输入功能的定制。

但是，现有的技术存在以下缺陷：

(1)对于预留足够空间以及外漏接口的产品而言，实现定制比较简单，但是仍然需要增加工作量，而且有些场合存在定制耗时过长，无法在竞标前完成，从而失去竞标机会的情况；

(2)对于未预留足够空间以及外漏接口的产品而言，将无法完成定制，失去竞标机会；

(3)即使不限制时间，如果为了满足客户需要，单独根据原有产品功能，增加开关量输入数量，将会浪费大量的人力、物力以及财力。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供可根据具体需求数量来选择开关量输入路数的开关量输入电路，其能实现可以减免定制，兼容有源无源，成本低的效果。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

开关量输入电路，包括MCU模块、两个RS-485通信模块和开关量输入模块，MCU模块和开关量输入模块均与RS-485通信模块连接，所述开关量输入模块包括单片机、至少一路开关量输入电路、第一二极管、第一电阻和第二电阻，所述开关量输入电路包括第二二极管、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第一光耦和电感，所述第一二极管的正极连接第一直流电源，所述第一电阻的一端连接所述第一二极管的负极，所述第一电阻的另一端通过所述第二电阻接第一直流地，所述电感的一端连接在所述第一电阻和所述第二电阻之间，所述第三电阻的一端、所述第二二极管的负极和所述第一电容的一端均连接所述第一光耦的第一引脚，所述电感的另一端、所述第二二极管的正极和所述第一电容的另一端均连接所述第一光耦的第二引脚，所述第四电阻的一端连接第二直流电源，所述第四电阻通过所述第二电容接第二直流地，所述第一光耦的第四引脚连接在所述第四电阻与所述第二电容之间所述第一光耦的第四引脚同时接单片机对应的I/O口，所述第一光耦的第三引脚接第二直流地；RS-485通信模块与所述单片机连接。

进一步地，所述开关量输入电路的数量为两路。

进一步地，所述RS-485通信模块包括通信芯片以及三组通信电路，所述通信电路包括第五电阻、第六电阻、第二光耦和第三电容，三组通信电路包括两组第一RS-485通信电路和一组第二RS-485通信电路，所述第一RS-485通信电路的第五电阻的一端连接所述单片机，所述第五电阻的另一端连接所述第二光耦的第二引脚，所述第二光耦的第一引脚连接第二直流电源，所述第二光耦的第五引脚、所述第六电阻的一端和所述第三电容的一端均连接第三直流电源，所述第六电阻的另一端连接所述第二光耦的第四引脚，所述第三电容的另一端、所述第二光耦的第三引脚均接第三直流地；所述第二光耦的第四引脚还连接通信芯片的对应I/O口；第二RS-485通信电路的第二光耦的第四引脚、所述第五电阻的一端连接所述单片机，所述第二光耦的第五引脚、所述第五电阻的另一端与所述第三电容的一端均连接第二直流电源，所述第二光耦的第三引脚、所述第三电容的另一端均接第二直流地，所述第二光耦的第一引脚连接第三直流电源，所述第二光耦的第二引脚连接第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端连接通信芯片的对应I/O口。

进一步地，所述通信芯片的型号为SN65HVD888D。

进一步地，所述第二光耦的型号为TPL2309。

进一步地，所述单片机的型号为STM32F030C8T6。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过在仪表类产品中多设计一路RS-485通信模块，当仪表类产品本身内部设计的开关量数量无法满足需求时，只需要通过预留的RS-485通信模块外接提前设计好的备用满足数量的另一个RS-485通信模块的开关量输入模块即可实现，可随时满足需求，减少大量的人力、物力、财力，无需定制，并且可根据需要选择性焊接元器件来实现有源无源开关量输入。

附图说明

图1为本实用新型的RS-485通信模块的电路结构图；

图2为本实用新型的开关量输入模块的电路结构图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1和图2所示，本实用新型提供一种开关量输入电路，包括有MCU模块、RS-485通信模块和开关量输入模块，其中本实用新型将RS-485通信模块设置为两个，这两个RS-485通信模块的具体电路结构一样，实现的原理和功能一样。两个RS-485通信模块被配置于MCU模块以及开关量输入模块，实现开关量输入模块将开关量状态传输给MCU模块。

RS-485通信模块可以实现有极性RS-485通信和无极性RS-485通信，也就是本实用新型的RS-485通信外接端子不分正负极，可随意调换。

本实用新型中，开关量输入模块包括单片机U5、至少一路开关量输入电路、第一二极管D1、第一电阻R11和第二电阻R13，本实用新型中，开关量输入电路可以是一路，也可以是两路，也可以是多路，只要保证选择的MCU引脚数目足够便可，实际使用中可根据需要设计为需要的开关量输入电路的路数。本实用新型优选两路输入电路为例进行说明。

第一开关量输入电路包括第二二极管D2、第三电阻R10、第四电阻R9、第一电容C7、第二电容C8、第一光耦U6和电感L1，第一二极管D1的正极连接第一直流电源S30V，第一电阻R11的一端连接第一二极管D1的负极，第一电阻R11的另一端通过第二电阻R13接第一直流地，电感L1的一端连接在第一电阻R11和第二电阻R13之间，第三电阻R10的一端、第二二极管D2的负极和第一电容C7的一端均连接第一光耦U6的第一引脚，电感L1的另一端、第二二极管D2的正极和第一电容C7的另一端均连接第一光耦U6的第二引脚，第四电阻R9的一端连接第二直流电源V3.3V，第四电阻R9通过第二电容C8接第二直流地，第一光耦U6的第四引脚连接在第四电阻R9与第二电容C8之间，所述第一光耦U6的第四引脚同时接单片机对应的I/O口，第一光耦U6的第三引脚接第二直流地；RS-485通信模块与单片机U5连接。

第二路开关量输入电路包括第二二极管D3、第三电阻R15、第四电阻R14、第一电容C13、第二电容C14、第一光耦U7和电感L2，第一二极管D1的正极连接第一直流电源S30V，第一电阻R11的一端连接第一二极管D1的负极，第一电阻R11的另一端通过第二电阻R13接第一直流地，电感L2的一端连接在第一电阻R11和第二电阻R13之间，第三电阻R15的一端、第二二极管D3的负极和第一电容C13的一端均连接第一光耦U7的第一引脚，电感L2的另一端、第二二极管D3的正极和第一电容C13的另一端均连接第一光耦U7的第二引脚，第四电阻R14的一端连接第二直流电源V3.3V，第四电阻R14通过第二电容C14接第二直流地，第一光耦U7的第四引脚连接在第四电阻R14与第二电容C14之间，所述第一光耦U7的第四引脚同时接单片机对应的I/O口，第一光耦U7的第三引脚接第二直流地；RS-485通信模块与单片机U5连接。

本实用新型的RS-485通信模块包括通信芯片以及三组通信电路，所述通信电路包括第五电阻、第六电阻、第二光耦和第三电容，三组通信电路包括两组第一RS-485通信电路和一组第二RS-485通信电路，所述第一RS-485通信电路的第五电阻的一端连接所述单片机，所述第五电阻的另一端连接所述第二光耦的第二引脚，所述第二光耦的第一引脚连接第二直流电源，所述第二光耦的第五引脚、所述第六电阻的一端和所述第三电容的一端均连接第三直流电源，所述第六电阻的另一端连接所述第二光耦的第四引脚，所述第三电容的另一端、所述第二光耦的第三引脚均接第三直流地；所述第二光耦的第四引脚还连接通信芯片的对应I/O口；第二RS-485通信电路的第二光耦的第四引脚、所述第五电阻的一端连接所述单片机，所述第二光耦的第五引脚、所述第五电阻的另一端与所述第三电容的一端均连接第二直流电源，所述第二光耦的第三引脚、所述第三电容的另一端均接第二直流地，所述第二光耦的第一引脚连接第三直流电源，所述第二光耦的第二引脚连接第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端连接通信芯片的对应I/O口。

关于有源开关量和无源开关量的实现方式为：当选择焊接二极管D1和0欧姆的电阻R13，不焊接0欧姆的电阻R11时，便可以实现无源开关量输入功能；当选择焊接0欧姆电阻R11，不焊接二极管D1和0欧姆电阻R13时，便可以实现有源开关量输入功能。

关于实现有极性RS-485通信和无极性RS-485通信的方式为：当焊接电阻R5和R8时，便可以实现有极性RS-485通信；当不焊接电阻R5及R8便可以实现无极性RS-485通信。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (6)

1.开关量输入电路，其特征在于，包括MCU模块、两个RS-485通信模块和开关量输入模块，MCU模块和开关量输入模块均与RS-485通信模块连接，所述开关量输入模块包括单片机、至少一路开关量输入电路、第一二极管、第一电阻和第二电阻，所述开关量输入电路包括第二二极管、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第一光耦和电感，所述第一二极管的正极连接第一直流电源，所述第一电阻的一端连接所述第一二极管的负极，所述第一电阻的另一端通过所述第二电阻接第一直流地，所述电感的一端连接在所述第一电阻和所述第二电阻之间，所述第三电阻的一端、所述第二二极管的负极和所述第一电容的一端均连接所述第一光耦的第一引脚，所述电感的另一端、所述第二二极管的正极和所述第一电容的另一端均连接所述第一光耦的第二引脚，所述第四电阻的一端连接第二直流电源，所述第四电阻通过所述第二电容接第二直流地，所述第一光耦的第四引脚连接在所述第四电阻与所述第二电容之间所述第一光耦的第四引脚同时接单片机对应的I/O口，所述第一光耦的第三引脚接第二直流地；RS-485通信模块与所述单片机连接。

2.如权利要求1所述的开关量输入电路，其特征在于，所述开关量输入电路的数量为两路。

3.如权利要求1所述的开关量输入电路，其特征在于，所述RS-485通信模块包括通信芯片以及三组通信电路，所述通信电路包括第五电阻、第六电阻、第二光耦和第三电容，三组通信电路包括两组第一RS-485通信电路和一组第二RS-485通信电路，所述第一RS-485通信电路的第五电阻的一端连接所述单片机，所述第五电阻的另一端连接所述第二光耦的第二引脚，所述第二光耦的第一引脚连接第二直流电源，所述第二光耦的第五引脚、所述第六电阻的一端和所述第三电容的一端均连接第三直流电源，所述第六电阻的另一端连接所述第二光耦的第四引脚，所述第三电容的另一端、所述第二光耦的第三引脚均接第三直流地；所述第二光耦的第四引脚还连接通信芯片的对应I/O口；第二RS-485通信电路的第二光耦的第四引脚、所述第五电阻的一端连接所述单片机，所述第二光耦的第五引脚、所述第五电阻的另一端与所述第三电容的一端均连接第二直流电源，所述第二光耦的第三引脚、所述第三电容的另一端均接第二直流地，所述第二光耦的第一引脚连接第三直流电源，所述第二光耦的第二引脚连接第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端连接通信芯片的对应I/O口。

4.如权利要求3所述的开关量输入电路，其特征在于，所述通信芯片的型号为SN65HVD888D。

5.如权利要求3所述的开关量输入电路，其特征在于，所述第二光耦的型号为TPL2309。

6.如权利要求1所述的开关量输入电路，其特征在于，所述单片机的型号为STM32F030C8T6。