基于EtherCAT的数字量输出板卡制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于EtherCAT的数字量输出板卡，包括：从站控制器，用于发送主站数据至微处理器；微处理器，根据接收到的数据输出多路数字量输出控制信号；信号输出电路，包括多路输出通道，每路输出通道用于根据一路数字量输出控制信号输出一路数字量信号，其中每路所述输出通道包括D触发器和固态继电器，所述D触发器输入所述微处理器输出的数字量输出控制信号，所述固态继电器的控制端与所述D触发器的输出端连接，所述固态继电器的输出端输出数字量信号，每路所述输出通道的D触发器根据输入的数字量输出控制信号控制各自连接的固态继电器，使得多路所述输出通道的固态继电器实现同步输出。

Digital output board card based on EtherCAT

【技术实现步骤摘要】
基于EtherCAT的数字量输出板卡
本技术涉及工业自动化
，尤其涉及一种基于EtherCAT的数字量输出板卡。
技术介绍
EtherCAT由德国倍福公司提出，由于其具有网络实时性高、拓扑结构灵活、系统配置简单等特点，目前已得到越来越广泛的应用。例如已经有基于EtherCAT的模块式PLC产品面世，数字量输出板卡作为模块式PLC的核心部件，用于输出数字量信号，对现场设备进行控制。在实现本技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下技术问题：现有的数字量输出板卡，在输出多路数字量信号时，无法做到同步输出。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提供一种基于EtherCAT的数字量输出板卡，能够实现多通道同步输出数字量信号，并能够对数字量输出卡进行可靠地故障检测。本技术提供一种基于EtherCAT的数字量输出板卡，包括：从站控制器，用于接收主站控制器发送的数据包，对数据包进行解析，并将解析出的数据发送至微处理器；微处理器，通过SPI总线与所述从站控制器通信，用于接收所述从站控制器发来的数据并根据接收到的数据输出多路数字量输出控制信号；信号输出电路，包括多路输出通道，每路输出通道用于根据一路数字量输出控制信号输出一路数字量信号，其中每路所述输出通道包括D触发器和固态继电器，所述D触发器输入所述微处理器输出的数字量输出控制信号，所述固态继电器的控制端与所述D触发器的输出端连接，所述固态继电器的输出端输出数字量信号，每路所述输出通道的D触发器根据输入的数字量输出控制信号控制各自连接的固态继电器，使得多路所述输出通道的固态继电器实现同步输出。可选地，每路所述输出通道还包括数字隔离器，每路所述输出通道的数字隔离器与所述微处理器和对应输出通道的固态继电器输出端连接，用于采集各输出通道的输出电压，判断是否存在超出预设范围的输出电压。可选地，每路所述输出通道还包括输出驱动电路，每路所述输出通道的输出驱动电路与对应输出通道的固态继电器输出端连接，用于增加所述固态继电器输出的数字量信号的输出范围。可选地，所述输出驱动电路输出的数字量信号为直流信号或者交流信号。可选地，每路所述输出通道还包括输出防护电路，每路所述输出通道的输出防护电路与对应输出通道的固态继电器输出端连接，实现输出防反和浪涌保护。可选地，还包括：EEPROM存储器，所述EEPROM存储器通过I2C总线与所述从站控制器连接，用于存储所述从站控制器的设备配置信息。可选地，所述从站控制器采用ET1100或者ET1200。可选地，所述微处理器采用SPARCV8架构。本技术提供的一种基于EtherCAT的数字量输出板卡，在每个输出通道中加入一个D触发器，通过D触发器控制固态继电器的输出，可以实现多通道同步输出数字量信号，从而实现现场同步控制的功能。附图说明图1为本技术一实施例的基于EtherCAT的数字量输出板卡的组成框图；图2为本技术另一实施例的基于EtherCAT的数字量输出板卡的组成框图；图3为本技术又一实施例的基于EtherCAT的数字量输出板卡的组成框图；图4为本技术又一实施例的基于EtherCAT的数字量输出板卡的组成框图；图5为本技术又一实施例的基于EtherCAT的数字量输出板卡的组成框图；图6为每个输出通道D触发器的结构视图。具体实施方式为使技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术一实施例提供一种基于EtherCAT的数字量输出板卡，如图1所示，包括：从站控制器11、微处理器12和信号输出电路13，其中，从站控制器11，用于接收主站控制器发送的数据包，对数据包进行解析，并将解析出的数据发送至微处理器12；微处理器12，通过SPI总线与所述从站控制器11通信，用于接收所述从站控制器11发来的数据并根据接收到的数据输出多路数字量输出控制信号；信号输出电路13，包括多路输出通道，每路输出通道用于根据一路数字量输出控制信号输出一路数字量信号，其中每路所述输出通道包括D触发器和固态继电器，所述D触发器与所述微处理器连接，所述D触发器输入所述微处理器输出的数字量输出控制信号，通过D触发器可以防止上电瞬间输出异常，所述固态继电器的控制端与所述D触发器的输出端连接，每路输出通道的固态继电器通过内部驱动输出24V工业标准数字电压，同时固态继电器可以通过光耦把数字量输出板卡板内电源与现场电源隔离开来。每路所述输出通道的D触发器根据输入的数字量输出控制信号控制各自连接的固态继电器，使得多路所述输出通道的固态继电器实现同步输出。具体地，所述从站控制器11实现数字量输出板卡物理层及数据链路层协议。本实施例中，从站控制器11用于接收主站控制器发送的数据包，对数据包进行解析，并将解析出的数据发送至微处理器12，从站控制器采用ET1100或者ET1200，从站控制器提供2个通信接口：端口0和端口1，且这两个通信接口的物理层都采用EBUS形式(德国倍福公司使用的LVDS的数据传输标准)，数据流从端口0输入，从端口1输出。为提高EBUS通信抗共模、差模电磁干扰的能力，在EBUS低压差分传输线对上增加共模、差模电感。所述微处理器12实现数字量输出板卡的逻辑控制与协调管理功能，本实施例中，微处理器12通过SPI总线与所述从站控制器11通信，用于接收所述从站控制器11发来的数据并根据接收到的数据输出多路数字量输出控制信号，微处理器采用国产SPARCV8型CPU，通过8路GPIO输出8路数字量输出控制信号。图1表示8路输出通道的情况，微处理器12输出8路数字量输出控制信号，每路输出通道用于输出一路数字量信号，每路输出通道的电路结构相同，图1只示出了输出通道131和输出通道138，输出通道131包括D触发器1311和固态继电器1312，输出通道138包括D触发器1381和固态继电器1382，所述D触发器与所述微处理器连接，可以防止上电瞬间输出异常，所述固态继电器与所述D触发器的输出端连接，可以通过光耦把数字量输出板卡板内电源与现场电源隔离开来。每路输出通道的D触发器根据输入的数字量信号控制各自连接的固态继电器，使得多路所述输出通道的固态继电器实现同步输出。图6表示每个通道D触发器的情况，所述D触发器具有清零功能，并与复位电路相连，数字量输出板卡上电瞬间，复位电路持续输出低电平，此时D触发器处于清零状态，不管CLK、1D—8D处于何种状态，输出端1Q—8Q一直处于低电平状态；当数字量输出板卡上电后，微处理器的输入输出控制器默认为输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于EtherCAT的数字量输出板卡，其特征在于，包括：/n从站控制器，用于接收主站控制器发送的数据包，对数据包进行解析，并将解析出的数据发送至微处理器；/n微处理器，通过SPI总线与所述从站控制器通信，用于接收所述从站控制器发来的数据并根据接收到的数据输出多路数字量输出控制信号；/n信号输出电路，包括多路输出通道，每路输出通道用于根据一路数字量输出控制信号输出一路数字量信号，其中每路所述输出通道包括D触发器和固态继电器，所述D触发器输入所述微处理器输出的数字量输出控制信号，所述固态继电器的控制端与所述D触发器的输出端连接，所述固态继电器的输出端输出数字量信号，每路所述输出通道的D触发器根据输入的数字量输出控制信号控制各自连接的固态继电器，使得多路所述输出通道的固态继电器实现同步输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于EtherCAT的数字量输出板卡，其特征在于，包括：
从站控制器，用于接收主站控制器发送的数据包，对数据包进行解析，并将解析出的数据发送至微处理器；
微处理器，通过SPI总线与所述从站控制器通信，用于接收所述从站控制器发来的数据并根据接收到的数据输出多路数字量输出控制信号；
信号输出电路，包括多路输出通道，每路输出通道用于根据一路数字量输出控制信号输出一路数字量信号，其中每路所述输出通道包括D触发器和固态继电器，所述D触发器输入所述微处理器输出的数字量输出控制信号，所述固态继电器的控制端与所述D触发器的输出端连接，所述固态继电器的输出端输出数字量信号，每路所述输出通道的D触发器根据输入的数字量输出控制信号控制各自连接的固态继电器，使得多路所述输出通道的固态继电器实现同步输出。


2.根据权利要求1所述的基于EtherCAT的数字量输出板卡，其特征在于，每路所述输出通道还包括数字隔离器，每路所述输出通道的数字隔离器与所述微处理器和对应输出通道的固态继电器输出端连接，用于采集各输出通道的输出电压，判断是否存在超出预设范围的输出电压。


3.根据权利要求1所述的基于EtherCAT的...

【专利技术属性】
技术研发人员：林浩，陈海，赵德政，张彪，霍书侠，林国章，张超，
申请(专利权)人：中电智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11