数控切割机控制系统的防干扰输入输出电路技术方案

本实用新型专利技术公开了一种数控切割机控制系统的防干扰输入输出电路，其包括：模拟量隔离电路，包括一隔离放大器和一信号放大器，所述隔离放大器与所述信号放大器连接；逻辑量隔离放大输出电路，包括一第一光电隔离器和一驱动功率管；逻辑量隔离输入电路，包括第二光电隔离器、一施密特非门电路和一反向电路滤波整形输出电路；高频差分信号隔离输入电路，包括一差分接收器和一高频光耦隔离器，所述差分接收器与所述高频光耦隔离器连接。在上述输出输入电路中均设有光电隔离电路，从而使控制电路与现场之间被隔离，防止现场电磁干扰对控制电路的干扰，保证控制电路的稳定性，使数控切割机能够正常的工作。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种输入输出电路，特别涉及一种数控切割机控制系统的防干扰 输入输出电路。
技术介绍
在机械加工过程中，板材切割常用方式有手工切割、半自动切割机切割及数控切 割机切割。手工切割灵活方便，但手工切割质量差、尺寸误差大、材料浪费大、后续加工工作 量大，同时劳动条件恶劣，生产效率低。半自动切割机中仿形切割机，切割工件的质量较好， 由于其使用切割模具，不适合于单件、小批量和大工件切割。其它类型半自动切割机虽然降 低了工人劳动强度，但其功能简单，只适合一些较规则形状的零件切割。数控切割相对手 动和半自动切割方式来说，可有效地提高板材切割地效率、切割质量，减轻操作者地劳动强 度，因此数控切割机越来越得到广泛的应用。在等离子切割应用中，切割机用切割电源对其他用电设备具有强烈的电磁干扰， 而其应用环境也往往比较恶劣，存在很大的电磁干扰，这就要求计算机控制系统具有很高 的抗干扰能力，既能抵抗等离子引弧时的高频引弧干扰，也能抵抗工作时等离子弧的干扰， 还能抵抗工作现场的其他干扰源。另外由于计算机控制系统往往既包括弱电控制部分也包 括强电控制部分，为保证设备工作稳定和人员安全，要求测控与现场只存在控制信息的流 通，不直接发生电的联系，实现弱电和强电部分的电气隔离，现有切割机控制系统的输入输 出电路很难达到上述要求。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本技术要解决的技术问题是提供一种新的数控切 割机的输入输出的电路，该电路具有较好的抗干扰功能，可有效的保证数控切割机控制系 统的稳定性，保证其正常工作。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案一种数控切割机控制系统的防干扰输入输出电路，其包括模拟量隔离电路，包括 一隔离放大器和一信号放大器，所述隔离放大器与所述信号放大器连接，模拟信号经所述 隔离放大器1 1隔离放大，再经放大器构成的电压跟随器缓冲隔离输出；逻辑量隔离放大 输出电路，包括一第一光电隔离器和一驱动功率管，所述第一光电隔离器与所述驱动功率 管连接，所述驱动功率管与一指示灯连接，输出信号通过光电隔离器控制所述驱动功率管 的开关；逻辑量隔离输入电路，包括第二光电隔离器、一施密特非门电路和一反向电路滤波 整形输出电路，所述第二光电隔离器与所述施密特非门电路连接，所述施密特非门电路与 所述反向电路滤波整形输出电路连接；高频差分信号隔离输入电路，包括一差分接收器和 一高频光耦隔离器，所述差分接收器与所述高频光耦隔离器连接，差分信号直接输入到差 分接收器并转换成脉冲信号，再经过高频光耦隔离器后输出。上述技术方案具有如下有益效果在上述输出输入电路中均设有光电隔离电路，3从而使控制电路与现场之间被隔离，防止现场电磁干扰对控制电路的干扰，保证控制电路 的稳定性，使数控切割机能够正常的工作。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技 术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详 细说明如后。本技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。附图说明图1为模拟量隔离电路的电路图。图2为逻辑量隔离放大输出电路的电路图。图3为逻辑量隔离输入电路的电路图。图4为高频差分信号隔离输入电路的电路图。具体实施方式以下结合附图对本技术的优选实施例进行详细的介绍。该数控切割机控制系统的防干扰输入输出电路包括模拟量隔离电路、逻辑量隔离 放大输出电路、逻辑量隔离输入电路和高频差分信号隔离输入电路。如图1所示，模拟量隔 离电路包括一隔离放大器IS0122JP，该隔离放大器IS0122JP的1脚和2脚各通过一电容 C8、C9接地。隔离放大器IS0122JP的7脚通过一电阻R1与信号放大器LF347的3脚连接， LF347的2脚与其1脚连接，LF347的1脚与一电阻R20连接。在该电路中，模拟信号经所 述隔离放大器IS0122JP进行1 1隔离放大，再经放大器LF347构成的电压跟随器缓冲隔 离后输出，实现输入信号与现场的隔离。如图2所示，为逻辑量隔离放大输出电路的电路图，该电路包括第一光电隔离器 U20，第一光电隔离器U20的1脚与一+5V直流电源连接，第一光电隔离器U20的2脚与一 电阻RP21A连接，第一光电隔离器U20的15脚通过一 RP22A与一+24V电源连接，第一光 电隔离器U20的16脚驱动功率管Q9连接，驱动功率管Q9的栅极，Q9的漏极接输出指示灯 LED20和负载。输入信号首先通过光电隔离再控制Q9的栅极实现指示灯LED20和负载的开 关。如图3所示，该逻辑量隔离输入电路包括第二光电隔离器U23A，第二光电隔离器 U23A的1脚与一 24V电源连接，其2脚与一电阻R33A连接，第二光电隔离器U23A的15脚 通过一电阻R34A与一 +5V电源连接，还通过一电阻R35A与一施密特非门电路U27A的1脚 连接，该施密特非门电路采用74HC14芯片，施密特非门电路U27A的2脚与一反向电路滤波 整形输出电路种放大器U28A的1脚连接，U28A为74LS04芯片，放大器U28A的2脚为输出 端，该输出端还设有一显示器LED25，该LED25通过一电阻R48A与一正电源连接。如图4所示，该高频差分信号隔离输入电路包括一差分接收器U8A，差分接收器 U8A的1、3脚与输入信号连接，差分接收器U8A的6脚与高频光耦隔离器U30的4脚连接， 高频光耦隔离器U30的2、3脚更通过一电阻R2A、R2B与电源连接，高频光耦隔离器U30的 6脚位输出端。在该电路中差分信号直接输入到差分接收器U8A并转换成脉冲信号，再经过 高频光耦隔离器U30后输出。在上述输出输入电路中均设有光电隔离电路，从而使控制电路与现场之间被隔离，防止现场电磁干扰对控制电路的干扰，保证控制电路的稳定性，使数控切割机能够正常 的工作。为了进一步加强该电路的抗干扰能力，还可采用如下方法1)将电路分为六层PCB板布线，4层信号层，2层电源层，在电源层，多路电源进行 分割，增强抗干扰。2)对外接口用航空插头，增强接口的电磁屏蔽能力与抗腐蚀抗氧化能力，经久耐用。3)所有的对外接口都串有磁粉芯电抗器，对地接滤波电容，抗干扰能力特强。4)采用两组多路直流电源供电，输入电路与输出电路，内部电路和外部电路实现 完全的电隔离。以上对本技术实施例所提供的一种输出输入电路中均设有光电隔离电路中 的主要部分进行了介绍，其他一些常用电路为本领域公知技术，对于本领域的一般技术人 员，依据本技术实施例的思想，在具体实施方式均会有改变之处，综上所述，本说明书 内容不应理解为对本技术的限制，凡依本技术设计思想所做的任何改变都在本实 用新型的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数控切割机控制系统的防干扰输入输出电路，其特征在于，其包括模拟量隔离电路，包括一隔离放大器和一信号放大器，所述隔离放大器与所述信号放大器连接，模拟信号经所述隔离放大器１∶１隔离放大，再经放大器构成的电压跟随器缓冲隔离输出；　　逻辑量隔离放大输出电路，包括一第一光电隔离器和一驱动功率管，所述第一光电隔离器与所述驱动功率管连接，所述驱动功率管与一指示灯连接，输出信号通过光电隔离器控制所述驱动功率管的开关；　　逻辑量隔离输入电路，包括第二光电隔离器、一施密特非门电路和一反向电路滤波整形输出电路，所述第二光电隔离器与所述施密特非门电路连接，所述施密特非门电路与所述反向电路滤波整形输出电路连接；　　高频差分信号隔离输入电路，包括一差分接收器和一高频光耦隔离器，所述差分接收器与所述高频光耦隔离器连接，差分信号直接输入到差分接收器并转换成脉冲信号，再经过高频光耦隔离器后输出。

【技术特征摘要】
一种数控切割机控制系统的防干扰输入输出电路，其特征在于，其包括模拟量隔离电路，包括一隔离放大器和一信号放大器，所述隔离放大器与所述信号放大器连接，模拟信号经所述隔离放大器1∶1隔离放大，再经放大器构成的电压跟随器缓冲隔离输出；逻辑量隔离放大输出电路，包括一第一光电隔离器和一驱动功率管，所述第一光电隔离器与所述驱动功率管连接，所述驱动功率管与一指示灯连接，输出信号通过光电隔离器控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：张克平，
申请(专利权)人：昆山乾坤机器制造有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]