[发明专利]DCS系统的模拟量输入模块

说明书

技术领域

本发明涉及DCS控制系统领域，特别是涉及一种DCS系统的模拟量输入模块。

背景技术

在DCS控制系统中,AI模拟量输入模块使用是很普及的。在现场中经常遇到由于现场环境不太好,传输信号线上耦合了共模信号，当共模信号比较大时对信号的影响很大，导致信号检测不准。现在一般采用的方法是输入端加一个电压跟随放大器进行信号采集，但是该电压跟随放大器是不能对共模信号进行抑制,同时因其输入电阻很低并且对电路中的电阻比值匹配度要求很高，所以共模抑制能力不是很强。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种DCS系统的模拟量输入模块，通过本发明的共模抑制电路可以只对差模进行放大，而对共模进行抑制，解决DCS系统中AI模块中抗共模干扰能力不太强的问题。

本发明的目的是这样实现的：一种DCS系统的模拟量输入模块，包括供电电路、CPU模块、通信电路和通道采集电路，所述供电电路用于给整个AI模块供电，所述通道采集电路用于采集现场设备的信号，并传递给CPU模块，所述CPU模块用于通过通信电路与DCS系统的控制站正确进行通讯，所述通道采集电路设有带高输入阻抗的共模抑制电路，所述共模抑制电路用于对现场信号进行差模放大，同时实现共模抑制。共模抑制电路的输入端为本模拟量输入模块的信号输入端。

所述共模抑制电路包括第一运放VC1A、第二运放VC1C、第三运放VC1D以及若干电阻，所述第二运放VC1C的同相输入端用于与现场设备的第一信号输出端连接，所述第二运放VC1C的反相输入端分别与第五电阻R5的一端、第七电阻RG的一端连接，所述第五电阻R5的另一端与第二运放VC1C的输出端连接，所述第七电阻RG的另一端分别与第六电阻R6的一端、第三运放VC1D的反相输入端连接，所述第六电阻R6的另一端与第三运放VC1D的输出端连接，所述第二运放VC1C的输出端与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端分别与第二电阻R2的一端、第一运放VC1A的同相输入端连接，第二电阻R2的另一端与第一运放VC1A的输出端连接，所述第一运放VC1A的输出端与通道采集电路连接，所述第三运放VC1D的同相输入端用于与现场设备的第二信号输出端连接，第三运放VC1D的输出端与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端分别与第四电阻R4的一端、第一运放VC1A的反相输入端连接，第四电阻R4的另一端接地。本发明的共模抑制电路共模抑制能力很强，比如1-5V输入信号，使用传统差模电路,只能保证<20mV的共模电压不会对精度产生影响，而使用本发明设计的共模抑制电路，可以在<1V共模信号下对精度无影响。且本发明的共模抑制电路有增大输入阻抗的作用，正负两端输入阻抗都特别大，大于10⁸欧姆，输入阻抗高对信号影响小。

所述第一运放VC1A、第二运放VC1C、第三运放VC1D采用型号为LM324A的集成运放。

所述通道采集电路还包括滤波电路和采样电路，所述滤波电路和采样电路设置在共模抑制电路与CPU模块之间，所述共模抑制电路的输入端用于接收现场信号，所述共模抑制电路的输出端与滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与采样电路的输入端连接，所述采样电路的输出端与CPU模块连接。采样电路一般情况是AD转换电路。若CPU模块自带AD转换功能，则本发明的通道采集电路无需设置AD转换电路。滤波电路是滤掉信号中的噪声等干扰。

所述CPU模块与通道采集电路之间设有第一隔离电路。

所述CPU模块与通信电路之间设有第二隔离电路。

由于采用了上述方案，由于本发明的通道采集电路设有带高输入阻抗的共模抑制电路，所述共模抑制电路用于对现场信号进行差模放大，对共模进行抑制。通过本发明的共模抑制电路可以只对差模进行放大对共模进行抑制，采用了本电路的AI输入模块共模抑制比很高，且输入阻抗很大。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的模拟量输入模块的原理框图；

图2为本发明的共模抑制电路的电路图。

具体实施方式