[实用新型]多种总线接口的可配置I/O模块

说明书

所属领域

本发明涉及一种可配置的I/O模块，尤其涉及具有多种总线接口的可 配置I/O模块，属于现场总线通讯技术领域。

背景技术

随着现代化工业的不断前进，人们对生产过程的控制提出了更高的 要求。智能化、网络化、微型化、分散化代表当代自动化控制技术发展 的主流方向，而现场总线技术正是促使自动化系统顺应这一发展要求的 先进技术。

现场总线I/O模块是分布式系统的主要部件，模块用于连接工业控制 系统中的各种现场装置如：传感器、按钮、指示灯、阀门、变送器等现 场装置的开关量及模拟量的输入、输出信号，并把信号通过内部总线传 送给控制器。I/O模块是工业自动化应用的必备产品，已经广泛运用在钢 铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环 保及文化娱乐等各个行业。

目前，该技术领域的I/O模块大多为固定点数配置的I/O模块，每一 个I/O模块都配置一个带总线接口的通信适配器，由于通信适配器部分的 成本相对较高，而每个I/O模块的输入输出点又不多，使这种分布式控制 成本难于下降。

目前的数字量模块CPU多数采用单片机，速度较慢，使得这个IO 系统的扫描周期较长。

因此，有必要对I/O模块进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有多种总线接口的可配置I/O模块，该 I/O模块可以根据特定需求将不同种类的I/O模块组合，来实现各种功能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：在可配置IO中，一个通信 控制器通过内部总线I2C与下面各个模块通信，自动扫描连接的输入输 出模块的数量和类别，并确定IO报文长度和配置文件。通信控制器可以 知道内部总线上共连了几个IO模块，分别是什么模块，并且与各个IO 模块交换数据。当连接的输入输出模块发生变化或故障后，能自动检测、 报错并停止工作。采用CPLD芯片来代替传统的单片机作为数字量IO的 主芯片，CPLD的I/O口应用更加灵活，并且可以减少PCB板上的分离 元件和布线数量。

同时内部总线为IO模块提供5V电源。CPLD作为数字量模块的主 控制芯片，一方面通过I2C总线将输入的数据送给通信控制器或者从通 信控制器得到要输出的数据；另一方面，CPLD从输入口获得输入数据或 者从输出口输出数据。CPLD与输入输出口之间有光耦隔离来保护数字量 模块和内部总线。指示灯显示输入输出口的当前状态。

数字量模块分为16点数字量输入(下面简称16I)、16点晶体管输出 (下面简称16O)、数字量8点输入8点输出(下面简称8I8O)、8点继 电器输出(下面简称8OR)这四个模块。

本发明的有益效果：与目前I/O模块相比，

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作比较详细说明。

附图说明

图1为本发明的多种总线接口的可配置I/O模块结构图；

图2为本发明的多种总线接口的可配置I/O模块的电源部分电路图；

图3为本发明的多种总线接口的可配置I/O模块的CPLD芯片输入部分 电路图；

图4为本发明的多种总线接口的可配置I/O模块的输入部分电路图；

图5为本发明的多种总线接口的可配置I/O模块的晶体管输出部分电路 图；

图6为本发明的多种总线接口的可配置I/O模块的继电器输出部分电路 图；

具体实施方式

参照图1，这是本发明的多种总线接口的可配置I/O模块结构图。

如图所示，在可配置IO中，包括通信控制器(1)、内部总线I2C(2)、 输入输出模块(3)、电源(4)、主控制芯片(5)、光耦隔离(6)、指示 灯(7)；

一个通信控制器(1)通过内部总线I2C(2)与下面各个模块通信， 自动扫描连接的输入输出模块(3)的数量和类别，并确定IO报文长度 和配置文件。通信控制器可以知道内部总线上共连了几个IO模块，分别 是什么模块，并且与各个IO模块交换数据。当连接的输入输出模块发生 变化或故障后，能自动检测、报错并停止工作。