数字量输入输出模块的校验系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910289161.X (22)申请日 2019.04.11 (71)申请人 重庆川仪控制系统有限公司 地址 400700 重庆市北碚区蔡家岗镇蔡和 路879号 (72)发明人 王朝栋 (74)专利代理机构 上海光华专利事务所(普通 合伙) 31219 代理人 徐秋平 (51)Int.Cl. G05B 19/418(2006.01) G05B 23/02(2006.01) (54)发明名称 一种数字量输入输出模块的校验系统 (57)摘要 本发明提供一种数字量输入输出模块的校。

2、 验系统， 包括控制模块、 通信模块和至少两个校 验模块； 所述控制模块与所述通信模块相连， 所 述校验模块的一端与所述通信模块相连， 另一端 与所校验的数字量输入输出模块相连， 所述数字 量输入输出模块与所述通信模块相连； 所述控制 模块用于基于所述校验模块对数字输入模块和 数字输出模块进行校验。 本发明的数字量输入输 出模块的校验系统提高了校验的准确性， 简化了 系统设计， 减少了设备成本和人工成本。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 109976281 A 2019.07.05 CN 109976281 A 1.一种数字量输入输出模块的校验系统， 其特征在于： 包括控制模块、 。

3、通信模块和至少 两个校验模块； 所述控制模块与所述通信模块相连， 所述校验模块的一端与所述通信模块 相连， 另一端与所校验的数字量输入输出模块相连， 所述数字量输入输出模块与所述通信 模块相连； 当校验一数字量输入模块时， 所述控制模块用于发送通道信息输入指令至所述数字量 输入模块对应的校验模块， 并根据所述数字量输入模块反馈来的通道信息校验所述数字量 输入模块； 所述校验模块用于基于所述通道信息输入指令输出通道信息至所述数字量输入 模块； 所述数字量输入模块用于读取所述通道信息并发送至所述控制模块； 当校验一数字量输出模块时， 所述控制模块用于发送通道信息输出指令至所述数字量 输出模块， 并。

4、根据所述数字量输出模块对应的校验模块反馈来的通道信息校验所述数字量 输出模块； 所述数字量输出模块用于基于所述通道信息输出指令输出通道信息至所述校验 模块； 所述校验模块用于读取所述通道信息并发送至所述控制模块。 2.根据权利要求1所述的数字量输入输出模块的校验系统， 其特征在于： 所述控制模块 采用上位机。 3.根据权利要求1所述的数字量输入输出模块的校验系统， 其特征在于： 所述校验模块 采用32通道， 所述数字量输入输出模块采用16通道。 4.根据权利要求1所述的数字量输入输出模块的校验系统， 其特征在于： 所述校验模块 包括数字量输入校验模块和数字量输出校验模块， 分别用于校验数字量输。

5、入模块和数字量 输出模块。 5.根据权利要求4所述的数字量输入输出模块的校验系统， 其特征在于： 所述数字量输 入校验模块包括单片机和光电耦合器， 所述光电耦合器包括发光二极管和光电晶体管， 所 述单片机与所述发光二极管相连， 所述光电晶体管与所述数字量输入模块相连。 6.根据权利要求4所述的数字量输入输出模块的校验系统， 其特征在于： 所述数字量输 出校验模块包括单片机和光电耦合器， 所述光电耦合器包括发光二极管和光电晶体管， 所 述单片机与所述光电晶体管相连， 所述发光二极管与所述数字量输出模块相连。 7.根据权利要求4所述的数字量输入输出模块的校验系统， 其特征在于： 所述校验模块 还包。

6、括磁隔离电路、 RS458通信电路和电源电路。 8.根据权利要求1所述的数字量输入输出模块的校验系统， 其特征在于： 所述校验模块 和所述通信模块基于RS485协议进行通信。 9.根据权利要求1所述的数字量输入输出模块的校验系统， 其特征在于： 所述数字输入 输出模块与所述通信模块基于RS485进行通信。 10.根据权利要求1所述的数字量输入输出模块的校验系统， 其特征在于： 所述控制模 块还用于对校验结果进行统计， 并输出统计结果。 权利要求书 1/1 页 2 CN 109976281 A 2 一种数字量输入输出模块的校验系统 技术领域 0001 本发明涉及一种校验系统， 特别是涉及一种数字。

7、量输入输出模块的校验系统。 背景技术 0002 分布式控制系统(Distributed Control System， DCS)又称为集散控制系统， 是相 对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统， 它是在集中式控制系统的基础上发 展、 演变而来的。 DCS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、 通信、 显示和控制等4C技术， 其基本思想是分散控制、 集中操作、 分级管理、 配置灵活以及组态方便。 0003 在DCS控制系统中， 通常需要对数字量输入输出模块进行校验。 数字量输入输出模 块用于实现数字量的输入和输出。 对数字量输入输出模块。

8、的校验就是验证数字量输入和输 出的准确性。 然而， 现有技术中的数字量输入输出模块的校验系统采用器件较多， 电路较为 复杂， 故障后维修需要多种仪器， 很不方便， 导致用户体验较差。 发明内容 0004 鉴于以上所述现有技术的缺点， 本发明的目的在于提供一种数字量输入输出模块 的校验系统， 提高了校验的准确性， 简化了系统设计， 减少了设备成本和人工成本。 0005 为实现上述目的及其他相关目的， 本发明提供一种数字量输入输出模块的校验系 统， 包括控制模块、 通信模块和至少两个校验模块； 所述控制模块与所述通信模块相连， 所 述校验模块的一端与所述通信模块相连， 另一端与所校验的数字量输入输。

9、出模块相连， 所 述数字量输入输出模块与所述通信模块相连； 当校验一数字量输入模块时， 所述控制模块 用于发送通道信息输入指令至所述数字量输入模块对应的校验模块， 并根据所述数字量输 入模块反馈来的通道信息校验所述数字量输入模块； 所述校验模块用于基于所述通道信息 输入指令输出通道信息至所述数字量输入模块； 所述数字量输入模块用于读取所述通道信 息并发送至所述控制模块； 当校验一数字量输出模块时， 所述控制模块用于发送通道信息 输出指令至所述数字量输出模块， 并根据所述数字量输出模块对应的校验模块反馈来的通 道信息校验所述数字量输出模块； 所述数字量输出模块用于基于所述通道信息输出指令输 出通。

10、道信息至所述校验模块； 所述校验模块用于读取所述通道信息并发送至所述控制模 块。 0006 于本发明一实施例中， 所述控制模块采用上位机。 0007 于本发明一实施例中， 所述校验模块采用32通道， 所述数字量输入输出模块采用 16通道。 0008 于本发明一实施例中， 所述校验模块包括数字量输入校验模块和数字量输出校验 模块， 分别用于校验数字量输入模块和数字量输出模块。 0009 于本发明一实施例中， 所述数字量输入校验模块包括单片机和光电耦合器， 所述 光电耦合器包括发光二极管和光电晶体管， 所述单片机与所述发光二极管相连， 所述光电 说明书 1/5 页 3 CN 109976281 A。

11、 3 晶体管与所述数字量输入模块相连。 0010 于本发明一实施例中， 所述数字量输出校验模块包括单片机和光电耦合器， 所述 光电耦合器包括发光二极管和光电晶体管， 所述单片机与所述光电晶体管相连， 所述发光 二极管与所述数字量输出模块相连。 0011 于本发明一实施例中， 所述校验模块还包括磁隔离电路、 RS458通信电路和电源电 路。 0012 于本发明一实施例中， 所述校验模块和所述通信模块基于RS485协议进行通信。 0013 于本发明一实施例中， 所述数字输入输出模块与所述通信模块基于RS485进行通 信。 0014 于本发明一实施例中， 所述控制模块还用于对校验结果进行统计， 并输。

12、出统计结 果。 0015 如上所述， 本发明所述的数字量输入输出模块的校验系统， 具有以下有益效果： 0016 (1)使用光电耦合器检测数字量输入输出模块的通道状态， 既实现检测功能， 又有 隔离功能， 以对后续电路起到保护作用； 0017 (2)简化了数字量输入输出模块的通道信号采集电路， 提高了校验的可靠性； 0018 (3)提高了数字量输入输出模块的出厂合格率和生产效率， 减少了校验所需的设 备成本和人工成本； 0019 (4)为数字量输入输出模块的数字化生产和持续性改进提供数据支撑。 附图说明 0020 图1显示为本发明的数字量输入输出模块的校验系统于一实施例中的结构示意 图； 002。

13、1 图2显示为本发明的数字量输入校验模块于一实施例中的结构示意图； 0022 图3显示为本发明的数字量输入校验模块的输出电路于一实施例中的结构示意 图； 0023 图4显示为本发明的数字量输出校验模块于一实施例中的结构示意图； 0024 图5显示为本发明的数字量输出校验模块的输出电路于一实施例中的结构示意 图。 0025 元件标号说明 0026 1 控制模块 0027 2 通信模块 0028 3 校验模块 0029 4 数字量输入输出模块 具体实施方式 0030 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式， 本领域技术人员可由本说明书 所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。 本发明还可。

14、以通过另外不同的具体实 施方式加以实施或应用， 本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用， 在没有背离 本发明的精神下进行各种修饰或改变。 需说明的是， 在不冲突的情况下， 以下实施例及实施 说明书 2/5 页 4 CN 109976281 A 4 例中的特征可以相互组合。 0031 需要说明的是， 以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构 想， 遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、 形状及尺寸 绘制， 其实际实施时各组件的型态、 数量及比例可为一种随意的改变， 且其组件布局型态也 可能更为复杂。 0032 本发明的数字量输入输出模块的校验系统提高。

15、了校验的准确性简化了数字量输 入输出模块的通道信号采集电路， 减少了数字量输入输出模块校验的设备成本和人工成 本， 并极大地提高了校验的准确性。 0033 如图1所示， 于一实施例中， 本发明的数字量输入输出模块的校验系统包括控制模 块1、 通信模块2和至少两个校验模块3。 所述控制模块1与所述通信模块2相连， 所述校验模 块3的一端与所述通信模块2相连， 另一端与所校验的数字量输入输出模块4相连， 所述数字 量输入输出模块4与所述通信模块2相连。 因此， 多个校验模块3并联在一起， 能够同时对对 个数字输入输出模块进行校验。 优选地， 在本发明中， 所述校验模块采用32通道， 所述数字 量输。

16、入输出模块采用16通道。 因此， 一个校验模块能够同时校验两个数字量输入输出模块。 0034 于本发明一实施例中， 所述校验模块3和所述通信模块2基于RS485协议进行通信。 具体地， 所述校验模块3和所述通信模块2之间的通信波特率为115.2kbps。 0035 于本发明一实施例中， 所述数字输入输出模块4与所述通信模块2基于RS485进行 通信。 具体地， 所述数字输入输出模块4与所述通信模块2之间的通信波特率为691.2kbps。 0036 所述数字量输入输出模块4包括数字输入模块和数字输出模块。 需要说明的是， 所 述数字输入模块和所述数字输出模块可以是各自独立的模块， 也可以是能够同。

17、时实现输入 输出功能的同一模块。 0037 当校验一数字量输入模块时， 所述控制模块1用于发送通道信息输入指令至所述 数字量输入模块对应的校验模块3， 并根据所述数字量输入模4反馈来的通道信息校验所述 数字量输入模块； 所述校验模块3用于基于所述通道信息输入指令输出通道信息至所述数 字量输入模块； 所述数字量输入模块用于读取所述通道信息并发送至所述控制模块1。 具体 地， 在进行数字量输入模块的输入功能校验时， 所述控制模块1首先发送通道信息输入指令 至所述数字量输入模块对应的校验模块3， 所述校验模块3根据所述通信信息输入指令在对 应的通信输出对应的信息， 即输出所述通道信息， 所述数字量输。

18、入模块读取所述通道信息 并反馈至所述控制模块1， 所述控制模块1根据反馈回来的通道信息和所述通道信息输入指 令校验所述数字输入模块是否合格。 0038 当校验一数字量输出模块时， 所述控制模块1用于发送通道信息输出指令至所述 数字量输出模块， 并根据所述数字量输出模块对应的校验模块3反馈来的通道信息校验所 述数字量输出模块； 所述数字量输出模块用于基于所述通道信息输出指令输出通道信息至 所述校验模块3； 所述校验模块3用于读取所述通道信息并发送至所述控制模块1。 具体地， 在进行数字量输出模块的输入功能校验时， 所述控制模块1首先发送通道信息输入指令至 所述数字量输出模块， 所述数字量输出模块。

19、根据所述通信信息输出指令在对应的通信输出 对应的信息， 即输出所述通道信息至所述校验模块3， 所述校验模块3读取所述通道信息并 反馈至所述控制模块1， 所述控制模块1根据反馈回来的通道信息和所述通道信息输出指令 校验所述数字输出模块是否合格。 说明书 3/5 页 5 CN 109976281 A 5 0039 于本发明一实施例中， 所述控制模块1采用上位机或电脑。 优选地， 所述控制模块1 还用于对校验结果进行统计， 并输出统计结果， 从而便于批量化地进行数字量输入输出模 块的校验。 0040 具体地， 于本发明一实施例中， 所述校验模块包括数字量输入校验模块和数字量 输出校验模块， 分别用于。

20、校验数字量输入模块和数字量输出模块。 0041 优选地， 所述数字量输入模块的技术指标如下： 0042 (1)通道数： 16点 0043 (2)输入电平： 无源触点ON： 触点接通； 无源触点OFF： 触点断开 0044 (3)功耗： 1W(系统电源)； 1W(现场电源) 0045 (4)通道扫描时间： 1ms 0046 (5)隔离电压： 500V a.c. 0047 (6)输入阻抗： 3K 0048 优选地， 所述数字量输出模块的技术指标如下： 0049 (1)通道数： 16点 0050 (2)输出信号类型： 共负端达林顿管晶体管输出 0051 (3)负载启动电压： 继电器线圈启动电压19.。

21、2V 0052 (4)负载电流： 单通道50mA， 24V.d.c 0053 (5)负载阻抗： 7003200 0054 (6)关闭状态漏电流： MAX 2mA， 单通道 0055 如图2所示， 于一实施例中， 所述数字量输入校验模块包括单片机和光电耦合器， 所述光电耦合器包括发光二极管和光电晶体管， 所述单片机与所述发光二极管相连， 所述 光电晶体管与所述数字量输入模块相连。 如图3所示， 所述数字量输入校验模块的DOUT1端 连接单片机提供光耦驱动电压， 通道输出A1和B1端子分别连接数字量输入模块的正负端 子。 当单片机控制DOUT1为低电平时， 不足以驱动光电耦合器左边的发光二极管， 。

22、导致右边 的光电晶体管处于断开状态， 数字量输入模块读取A1和B1端子呈开路状态。 当单片机控制 DOUT1为高电平时， 驱动发光二极管， 使得光电晶体管闭合， 数字量输入模块读取A1和B1端 子呈闭合状态。 0056 优选地， 所述数字量输入校验模块采用光电耦合器HCPL-181输出触点信号， 同时 起到了隔离校验模块和数字量输入模块的功能， 对电路起到保护作用。 光电耦合器HCPL- 181为内含光敏晶体管和发光二极管的光电耦合器产品， 采用高度2.0mm的4-pin小型平面 SMD封装， 比传统DIP封装小30； 输入输出隔离电压为3750Vrms， 输入电流5mA时响应时间 大约在4 。

23、s， 最低CTR为50。 0057 如图4所示， 于一实施例中， 所述数字量输出校验模块包括单片机和光电耦合器， 所述光电耦合器包括发光二极管和光电晶体管， 所述单片机与所述光电晶体管相连， 所述 发光二极管与所述数字量输出模块相连。 如图5所示， 所述数字量输出校验模块的通道输出 A1和B1端子分别连接数字量输入模块的正负端子， DIN1连接单片机反馈当时的通道状态。 当数字量输出模块关闭通道时， 通道上最大只有2mA的电流不足以驱动光电耦合器右边的 发光二极管， 导致左边的光电晶体管处于断开状态， 连接单片机的DIN1信号处于高电平。 当 数字量输出模块打开通道时， 24VDC电压提供4.。

24、5mA左右的电流驱动发光二极管， 使得光电 说明书 4/5 页 6 CN 109976281 A 6 晶体管闭合， 连接单片机的DIN1信号变成低电平。 0058 于本发明一实施例中， 如图2和图4所示， 所述校验模块还包括RS-485高速通信电 路、 磁隔离电路、 显示灯状态、 总线驱动芯片等， 主要实现数据通信， 数字量输出接口扩展、 信号状态显示、 地址读取等功能。 0059 综上所述， 本发明的数字量输入输出模块的校验系统使用光电耦合器检测数字量 输入输出模块的通道状态， 既实现检测功能， 又有隔离功能， 以对后续电路起到保护作用； 简化了数字量输入输出模块的通道信号采集电路， 提高了。

25、校验的可靠性； 提高了数字量输 入输出模块的出厂合格率和生产效率， 减少了校验所需的设备成本和人工成本； 为数字量 输入输出模块的数字化生产和持续性改进提供数据支撑。 因此， 本发明有效克服了现有技 术中的种种缺点而具高度产业利用价值。 0060 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效， 而非用于限制本发明。 任何熟 悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下， 对上述实施例进行修饰或改变。 因 此， 举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完 成的一切等效修饰或改变， 仍应由本发明的权利要求所涵盖。 说明书 5/5 页 7 CN 109976281 A 7 图1 说明书附图 1/3 页 8 CN 109976281 A 8 图2 图3 说明书附图 2/3 页 9 CN 109976281 A 9 图4 图5 说明书附图 3/3 页 10 CN 109976281 A 10 。