[实用新型]一种4-20mA信号采集模块

说明书

技术领域

本实用新型属于工业自动化、船舶机舱自动化领域，涉及一种4-20mA信号采集模块，用于工业自动化系统4-20mA信号采集。 

背景技术

工业及船舶自动化领域，4-20mA信号采集设备是常用设备，传统的4-20mA信号采集设备只能采集1路或几路信号，而本实用新型最多可采集多达16路的4-20mA信号采集，此外传统的4-20mA采集设备通讯大多采用RS485或单CAN总线，本实用新型采用双CAN冗余通讯方式，确保了数据的安全。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于将传统4-20mA信号采集设备的改进，提供一种4-20mA信号采集模块，具有双CAN冗余通讯功能的现场4-20mA信号采集模块，以克服现有技术所存在的上述缺点和不足。船舶机舱报警系统中4-20mA信号采集，船舶液位遥测系统中4-20mA信号采集，是一种现场4-20mA信号采集的设备。 

本实用新型所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现： 

一种4-20mA信号采集模块，包括：显示板1、4-20mA信号采集主控板2和电源板3，所述显示板1与4-20mA信号采集主控板2连接，所述4-20mA信号采集主控板2与电源板3连接，其特征在于， 

所述4-20mA信号采集主控板2，包括：毫安信号采样电路21、差分4通道数字控制模拟开关电路22、3通道16位∑-Δ型隔离ADC模数转换电路23、微处理器24、第一CAN总线25和第二CAN总线26，所述毫安信号采样电路21、差分4通道数字控制模拟开关电路22、3通道16位∑-Δ 型隔离ADC模数转换电路23与微处理器24依次连接； 

所述4-20mA信号采集模块还包括：双路CAN总线，所述双路CAN总线采用第一CAN总线25和第二CAN总线26冗余通讯，所述微处理器24通过第一CAN总线25和第二CAN总线26与上位机4连接。 

其中，所述第一CAN总线包括：第一CAN总线的输出电路和第一CAN总线的输入电路， 

所述第一CAN总线的输出电路，由电阻Rb1，高速光耦6N137I Cb1，电容Cb1，CAN总线驱动器PC82C250ICb3和接线端子J2组成； 

所述第一CAN总线的输入电路，由电阻Rb2、高速光耦6N137ICb2、电阻(Rb4)、CAN总线驱动器PC82C250ICb3和接线端子J2组成； 

所述第二CAN总线包括：第二CAN总线的输出电路和第二CAN总线的输入电路， 

所述第二CAN总线的输出电路，由电阻Rc1、高速光耦6N137ICc1、电容Cc1、电阻Rc3、CAN总线驱动器PC82C250ICc3和接线端子J3组成； 

所述第二CAN总线的入电路，由电阻Rc2、高速光耦6N137ICc2、电阻Rc4、CAN总线驱动器PC82C250ICc3和接线端子J3组成。 

进一步，所述高速光耦6N137(ICb1，ICb2，ICc1，ICc2)对输入、输出数据进行光电隔离，确保了数据输出数据不受前端电路的影响，保证了数据的安全性。 

进一步，所述集成电路(ICb3，ICc3)为CAN总线收发器，是CAN控制器和物理总线间的接口，提供对总线的差动发送能力和对CAN控制器的差动接收能力。 

进一步，所述双路CAN总线还设有一集成电路SJ1000ICc4，所述集成电路SJ1000ICc4为独立CAN控制器。 

其中，所述4-20mA信号采集主控板2的每路通道的电路设计传感器输出的毫安信号通过由电阻Re1-Re24，Re40-Re47，电容Ce1-Ce12，Ce31-Ce34，二极管De1-De16，自恢复保险丝(Sf1-Sf32，Se2，Se4，Se6，Se8，Se10，Se12，Se14，Se16，Se18，Se20，Se22，Se24，Se26，Se28， Se30，Se32)组成的毫安信号采样电路21对通道输入的毫安信号进行采样处理，再通过由集成电路CD4052(ICe2，ICe3，ICe4，ICe5)，电容(Ce17，Ce18，Ce19，Ce3000)构成的差分4通道数字控制模拟电路，选择哪一路通道输出；然后信号传送至由集成电路AD7792ICe1，电容(Ce13，Ce14，Ce15，Ce16)组成的模数转换电路将模拟的毫安信号转换成数字的毫安信号，最后将转换后的信号传输至微处理器ICa1进行信号的处理分析。 

其中，所述电源板3采用双路冗余电源，包括：第一电源31、第二电源32， 

所述第一电源31与4-20mA信号采集主控板2连接；