[实用新型]一种4-20MA信号标准采集模块

说明书

本实用新型涉及一种4‑20MA信号的标准采集模块，属于工业自动化技术领域。包括通讯板和4‑20MA信号采集主控板，所述通讯板通过16P连接排线与4‑20MA信号采集主控板连接；所述的4‑20MA信号采集主控板包括电流毫安信号采样电路、电压跟随电路及电压放大电路、单片机最小系统电路和DC‑DC转换电路。本实用新型的有益效果是：采集量程、单位可任意配置，大大提高模块的实用性以及灵活性；双路电源，外接24V电源或使用5V电源；采用标准Modbus通讯协议，数据传输安全可靠；32个模块并联，192路的4‑20MA信号检测，减少硬件成本；与多种传输设备联机实时上传数据；现场更换、组装、调试以及后期的维修相当便利。

技术领域

本实用新型涉及一种4-20MA信号的标准采集系统，属于工业自动化技术领域。

背景技术

随着工业4.0、大数据，智能工业时代的到来，很多企业已经将工业上的仪器仪表纳入产品更新换代的计划中。传统4-20MA信号采集设备大多为一对一使用，采集量程、单位不可更改，且通讯方式单一，与其他传输设备不兼容。而本实用新型可任意配置采集量程、单位，适用4-20MA电流信号的传感器。采用标准Modbus通讯协议，多个模块可并联，也可与多种传输设备联机实时上传数据。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足之处，本实用新型提供一种4-20MA信号的标准采集模块，具有标准Modbus通讯协议，采集量程、单位可配置，多个模块可并联，灵活使用，打破采集模块需要在特定场合使用的局限性，减少了材料成本，人工成本，以克服现有技术所存在的缺点与不足。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种4-20MA信号标准采集模块，其特征在于：包括通讯板和4-20MA信号采集主控板，所述通讯板通过16P连接排线与4-20MA信号采集主控板连接；所述的4-20MA信号采集主控板包括电流毫安信号采样电路、电压跟随电路及电压放大电路、单片机最小系统电路和DC-DC转换电路。

进一步的，所述的通讯板包括：485通讯电路和地址拨码电路；所述485通讯电路，由MAX485芯片，自恢复保险丝和TVS构成，所述TVS为瞬态抑制二极管；所述地址拨码电路，由拨码开关和上拉电阻构成，拨码电路为Modbus从机提供固定物理地址，防止地址冲突。

进一步的，所述的Modbus是一种串行通讯协议，Modbus协议存在于串口、以太网以及其他支持互联网协议的网络版本，Modbus允许多个设备连接在同一个网络上进行通讯；所述的拨码开关提供32位地址，每个标准模块测量6路4-20MA信号，模块并联实现测量192路4-20MA信号。

进一步的，所述的4-20MA信号采集主控板每路通道的电路设计传感器输出的毫安信号通过采样电阻，电容组成的毫安信号采样电路，对通道输入的毫安信号进行采样处理，再通过由集成运放电路LM324-1电压跟随之后，由LM324-2电压放大的模拟电路，传输至微处理器STM32F407VET6进行信号的处理分析。

进一步的，所述的DC-DC转换电路包括DC-DC转换芯片和双路电源，外接24V供电或使用内部连接模块5V供电。

本实用新型的有益效果是：采集量程、单位可任意配置，大大提高模块的实用性以及灵活性；采用双路电源，一路DC-DC外接24V电源或使用内部连接5V电源，增加电路安全性；采用标准Modbus通讯协议，保证数据传输的安全性可靠性；本实用新型可32个模块并联，多达192路的4-20MA信号检测，减少硬件成本；与多种传输设备联机实时上传数据；现场更换、组装、调试以及后期的维修相当便利。

附图说明

下面根据附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构原理框图；

图2为本实用新型的通讯板电路原理图；