一種雙饋變頻器的可擴展型數字量輸入輸出模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于風力發電設備技術領域，尤其是涉及一種雙饋變頻器的可擴展型數字量輸入輸出模塊。
【背景技術】
[0002]目前，雙饋變頻器數字量輸入輸出模塊主要是依賴進口，而這些進口模塊成本高，并且必須依附于主機上使用;或者通過專用芯片實現總線擴展，但這些芯片仍是靠進口，且應用是基于某種操作系統之上，因此使用起來相當復雜;或者有些國內廠家自制的輸入輸出模塊，不具備可擴展性，一旦遇上外部需求增加，很難方便、快速應對。
[0003]進口模塊主流的以德國倍福公司的數字量輸入輸出模塊為代表，采用E總線將控制層傳輸過來的二進制控制信號傳到設備層的執行機構，但是必須依附于該公司特定型號的主機，局限性比較大。另外模塊的工作溫度范圍O?55°C，不能滿足風力發電領域中低溫的環境要求。進口輸入輸出模塊的工作拓撲圖。如圖1所示，圖中的特定型號主機CX為倍福公司研發的專門適用于數字輸入輸出模塊的主機模塊，數字輸入輸出模塊EL為具有擴展性的模塊，與其主機模塊通過E總線進行連接，如圖中藍色虛線所示。以上主機必須與模塊配合使用，否則數字量輸入輸出模塊無法正常工作。
[0004]采用專用芯片實現總線擴展的輸入輸出模塊，專用芯片仍是采用倍福公司的Ether CAT協議芯片，完成從站的設計與配置。主站必須基于某種操作系統之上，如linux、windows CE、QNX等。改方案實現起來相當復雜。可操作性較差。
[0005]國內廠家最常用的實現方式是采用直接電連接的方式完成一定路數的數字量輸入輸出模塊，可擴展性差，一旦出現新需求，很難快速應對。非擴展型輸入輸出模塊的工作原理圖。如圖2所示，圖中所示為一個4路輸入輸出的數字量模塊，輸入模塊將信號輸入到CPU芯片的Pl 口 1-4引腳，CPU根據工作狀況，將輸出信號從P2口 1-4引腳送出到數字量輸出模塊。實現方式簡單快捷，缺點在于通道數量固定，無法很好的實現擴展。
【發明內容】
[0006]有鑒于此，本發明旨在提出一種雙饋變頻器的可擴展型數字量輸入輸出模塊，以實現隔離型的、高速的、信號輸入輸出范圍可變的可擴展型多路數字量輸入輸出模塊。
[0007]為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的:
[0008]—種雙饋變頻器的可擴展型數字量輸入輸出模塊，包括復雜可編程邏輯器件CPLD和與其連接的數字量輸入電路和數字量輸出電路，
[0009]所述數字量輸入電路包括依次連接的外部輸入連接器、保護電路、數字量采集電路、隔離電路和波形整形電路，所述波形整形電路的輸出端連接復雜可編程邏輯器件CPLD的1 口連接；
[0010]所述數字量輸出電路包括依次連接的隔離電路、自保護型驅動電路、保護電路和外部輸出連接器，所述隔離電路的輸入端連接復雜可編程邏輯器件CPLD的1 口。[0011 ]進一步的，所述外部輸入連接器和外部輸出連接器均具有LED指示燈。
[0012]進一步的，所述隔離電路為由光耦、電阻組成的電路。
[0013]進一步的，所述保護電路由TVS管、壓敏電阻組成。
[0014]進一步的，所述波形整形電路為具有施密特特性的電路結構。
[0015]相對于現有技術，本發明具有以下優勢:
[0016](I)方便快捷，無需專用芯片或者操作系統，實現了數字量輸入輸出模塊高效快速的擴展；
[0017](2)電路結構簡單，容易實現，成本低；
[0018](3)支持各種不同電壓等級的數字量信號輸入，支持連續變化的一串脈沖信號的輸入和識別。
【附圖說明】
[0019]構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0020]圖1是傳統的進口型數字量輸入輸出模塊的工作拓撲圖；
[0021]圖2是傳統的非擴展型數字量輸入輸出模塊的電路原理圖。
[0022]圖3為本發明實施例所述復雜可編程邏輯器件CPLD的程序流程圖；
[0023]圖4為本發明實施例所述數字量輸入輸出模塊的硬件電路原理框圖；
[0024]圖5為本發明實施例所述整形電路的電路。
[0025]圖中:
[0026]1-復雜可編程邏輯器件CPLD，2_隔離電路，3-波形整形電路，4-外部輸出連接器，5-外部輸入連接器，6-保護電路，7-數字量采集電路。
【具體實施方式】
[0027]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0028]下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。
[0029]—種雙饋變頻器的可擴展型數字量輸入輸出模塊，如圖4所示，包括復雜可編程邏輯器件CPLDl和與其連接的數字量輸入電路和數字量輸出電路，
[0030]所述數字量輸入電路包括依次連接的外部輸入連接器5、保護電路6、數字量采集電路7、隔離電路2和波形整形電路3，所述波形整形電路3的輸出端連接復雜可編程邏輯器件CPLDl的1 口連接；
[0031]所述數字量采集電路7可以除了滿足標準24V信號輸入以外，能夠使輸入電路兼容各種電壓等級的信號輸入，如3.3V\5V\24V\1 1V等;隔離電路2啟到輸入與內部CPLD電氣信號隔離的作用，隔離等級3KV以上。如圖5所示，所述波形整形電路為施密特觸發器電路，能夠很好地將經隔離電路2輸入的高頻的經多級傳輸發生波形畸變或者邊沿產生振蕩的脈沖信號整成理想的方波信號，使得輸出波形的邊沿更加陡峭，便于CPLD對信號的捕捉，準確地被復雜可編程邏輯器件CPLDl識別；同時將一些列幅值各異的脈沖信號經波形整形電路后，只有那些幅度大于正向門檻電壓值的信號才會被輸出到后級電路，因此選擇設置不同的正向門檻電壓值，還能增加電路的抗干擾性，有利于保證各復雜可編程邏輯器件CPLDl的1 口的對狀態判斷的準確性。外部執行層設備開關量的變化通過外部連接器接入數字量輸入電路，實現了對外部執行層設備狀態的檢測。其中TVS