国产处理器的小型PLC模拟量输出模块的设计与实现的制作方法

控制;调节装置的制造及其应用技术国产处理器的小型plc模拟量输出模块的设计与实现技术领域1.本发明属于自动化技术领域，具体涉及一种基于arm架构国产处理器的小型plc模拟量输出模块。背景技术：2.随着工业自动化的快速发展，可编程逻辑控制器（plc）作为自动化行业强有力的工具也得到了广泛的运用，根据应用场景的不同需求，plc也产生了大型、中型和小型等多个产品系列，小型plc具有结构紧密、体积较小、便于携带和安装、配置灵活、价格较低等优势。3.目前市面上的小型plc模拟量输出模块存在以下问题：一、处理器等关键元件未实现国产化，自主可控性较差；二、单个模拟量输出模块只能实现一种信号类型输出，或者输出量程范围不可配置，应用环境单一。4.本文设计的小型plc模拟量输出模块采用国产处理器，关键器件也均实现国产化，此模拟量输出模块设置了三个量程范围，分别是0ma~20 ma，4ma~20 ma，0v~10v，一个模块可兼顾电流与电压两种信号类型，可配置性高，应用环境广、灵活性大，用户可根据不同的应用场景切换量程即可。技术实现要素：5.为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种基于arm架构国产处理器的小型plc模拟量输出模块。6.本发明模块包括：微处理器、光耦隔离器、flash、spi、da转换芯片，电流/电压切换。7.所述微处理器采用国产处理器，自主可控性更高；所述光耦隔离器将现场端与系统端进行电气隔离，提高从站抗干扰的能力；所述flash用于存储模拟量输出模块的校准数据与过程数据；所述spi实现cpu与da芯片进行通信，完成数模转换。8.采用spi接口与cpu板进行通讯设定输出电压/电流。9.所述电流/电压转换，运用放大器可以将该0~2.5v电压转换为0~+10v输出电压，用差动放大器和其他一些元器件可以实现0~2.5v电压到0~20ma电流的转换。10.与现有技术相比，本发明具有以下特点：本发明的微处理器以及其他关键器件采用国产化器件，实现了自主可控；本发明的输出类型有电流和电压，输出量程分为0ma~20 ma，4ma~20 ma，0v~10v，适用范围广，灵活性更高。附图说明11.图1示出了本发明模块的校准流程图。12.图2示出了本发明模块的输出码值转换流程图。具体实施方式13.模拟量输出模块将输出码值指令经过码值转换模块转换成dac芯片可识别的原始码值，再将原始码值通过spi接口写入dac芯片进行输出，本发明模块主要分为两大部分：校准和码值转换，下面对这两部分进行介绍。14.关于校准，由于dac芯片自身存在的误差以及外围电路带来的误差，所有这些误差导致了理论值和真实值之间有出入，校准过程就是通过一种优化算法将误差尽量缩小，使真实值和理论值之间保持在一定的误差范围以内，本模拟量输出模块通过校准算法拟合出一个线性方程来缩小误差，为了避免单个点和两点法对拟合直线的斜率a和截距b的 影响，同时也为了兼顾工程实际应用过程中工作量的因素，所以将三个量程范围0ma~20 ma，4ma~20 ma，0v~10v均选取3个原始码值进行校准，且电流和电压两种不同的信号类型需要分开校准。15.关于码值转换，输出码值转换模块根据原始码值oricode与上位机映射码值mapcode之间的转换关系即可把上位机下发的输出指令转换成输入dac芯片的原始码值，然后进行电流/电压输出。技术特征：1.一种基于arm架构国产处理器的小型plc模拟量输出模块，其特征在于，包括硬件电路设计方案和微控制器上实现的程序，硬件包括微处理器、光耦隔离器、flash、spi、da转换芯片，电流/电压切换，所述软件程序包括主控制器程序。2.权利要求1所述的一种基于arm架构国产处理器的小型plc模拟量输出模块，其特征在于，所述主控制器程序包括驱动程序、本地总线程序、应用程序。3.权利要求1所述的一种基于arm架构国产处理器的小型plc模拟量输出模块，其特征在于，小型plc模拟量输出模块采用arm架构国产处理器。4.权利要求1所述的一种基于arm架构国产处理器的小型plc模拟量输出模块，其特征在于，从站模块与主站模块通信采用localbus总线通信。5.权利要求1所述的一种基于arm架构国产处理器的小型plc模拟量输出模块，其特征在于，小型plc模拟量输出模块有三种量程范围，分别是0ma~20 ma，4ma~20 ma，0v~10v，有两种输出信号类型，分别是电流和电压。6.权利要求1所述的一种基于arm架构国产处理器的小型plc模拟量输出模块，其特征在于，小型plc模拟量输出模块采用最小二乘法作为校准算法，电流和电压分开校准。7.权利要求1所述的一种基于arm架构国产处理器的小型plc模拟量输出模块，其特征在于，小型plc模拟量输出模块有码值转换模块，经过校准得到的校准系数a和系数b代入码值转换公式中，输出码值转换模块根据oricode与mapcode之间的转换关系即可把上位机下发的输出指令转换成输入dac芯片的原始码值，进行电流/电压输出。技术总结针对现有小型PLC模拟量输出模块存在适用场景不够丰富、信号类型较为单一以及自主可控性差等问题，提出了一种基于ARM架构国产处理器的小型PLC模拟量输出模块，所述系统包括微处理器、光耦隔离器、FLASH、SPI、DAC转换芯片，电流/电压切换。首先，模拟量输出模块经过校准流程得到校准系数a和b，然后将校准数据存入flash特定地址中，上位机输出指令值经过码值转换模块，将校准系数a和b代入码值转换公式，转换成DAC芯片可识别的原始码值，再将原始码值通过SPI接口写入DAC芯片进行输出得到对应的输出电流或电压值。相较于其他小型PLC模拟量输出模块，所述系统采用国产CPU处理器以及关键器件均实现国产化，自主可控性高，并且所述系统配备三个量程范围，兼顾两种信号类型，适用范围广，灵活性高，性价比高。性价比高。技术研发人员：宋黎定 赵德政 郭佳 曹蓉 林浩 张彪 陈海 南扬 韩宝林受保护的技术使用者：中电智能科技有限公司技术研发日：2021.03.03技术公布日：2022/9/6









图片声明：本站部分配图来自人工智能系统AI生成,觅知网授权图片,PxHere摄影无版权图库。本站只作为美观性配图使用,无任何非法侵犯第三方意图,一切解释权归图片著作权方,本站不承担任何责任。如有恶意碰瓷者,必当奉陪到底严惩不贷!




内容声明：本文中引用的各种信息及资料（包括但不限于文字、数据、图表及超链接等）均来源于该信息及资料的相关主体（包括但不限于公司、媒体、协会等机构）的官方网站或公开发表的信息。部分内容参考包括:(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供参考使用,不准确地方联系删除处理！本站为非盈利性质站点,发布内容不收取任何费用也不接任何广告!




免责声明：我们致力于保护作者版权，注重分享，被刊用文章因无法核实真实出处，未能及时与作者取得联系，或有版权异议的，请联系管理员，我们会立即处理，本文部分文字与图片资源来自于网络，部分文章是来自自研大数据AI进行生成,内容摘自(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请立即通知我们，情况属实，我们会第一时间予以删除，并同时向您表示歉意,谢谢!