[發(fā)明專利]實(shí)現(xiàn)分布式控制系統(tǒng)與測(cè)量設(shè)備互連的接口裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110441188.X
• 申請(qǐng)日: 2011-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN103176435B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘鋼;夏明;丁娟;田雨聰;張立然;張智;麻貴峰;孫廣東;梁金寶;何煦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京國(guó)電智深控制技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11262
• 代理人: 栗若木,曲鵬

1.一種實(shí)現(xiàn)分布式控制系統(tǒng)與測(cè)量設(shè)備互連的輸入接口裝置，包括多路輸入通道、隔離模塊以及控制模塊；其特征在于，每一輸入通道除了包括模擬輸入通道的模擬數(shù)據(jù)采集模塊外，還包括可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道的濾波電容及整形模塊，其中：

濾波電容的一端連接相應(yīng)輸入通道的第一輸入端，該濾波電容另一端連接相應(yīng)的整形模塊，用于濾波輸出可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道信號(hào)；

整形模塊，用于選通輸入或輸出可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道信號(hào)，并對(duì)選通的可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道信號(hào)進(jìn)行整形濾波；所述整形模塊包括多路通過(guò)控制開關(guān)選通連接的HART接收整形單元；

隔離模塊，用于分別將所述可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道、所述模擬輸入通道與控制模塊隔離；

控制模塊，用于對(duì)經(jīng)整形濾波的可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道信號(hào)處理成可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道數(shù)據(jù)，同時(shí)將所述模擬輸入通道輸入的模擬電流信號(hào)處理成電流數(shù)據(jù)，一起傳輸給分布式控制系統(tǒng)處理單元，其中，

所述控制模塊通過(guò)信號(hào)解調(diào)單元對(duì)經(jīng)所述HART接收整形單元整形濾波的可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道信號(hào)解調(diào)成相應(yīng)串行數(shù)據(jù)，通過(guò)UART接收單元接收該串行數(shù)據(jù)，通過(guò)串并轉(zhuǎn)換單元將接收的該串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的并行數(shù)據(jù)，通過(guò)HART協(xié)議處理單元將該并行數(shù)據(jù)解析成可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道數(shù)據(jù)；通過(guò)數(shù)據(jù)采集處理單元將所述模擬數(shù)據(jù)采集模塊輸出的串行數(shù)據(jù)采集處理成電流數(shù)據(jù)；通過(guò)高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制單元將所述可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道數(shù)據(jù)與相應(yīng)的模擬輸入通道的所述電流數(shù)據(jù)承載在一起，并通過(guò)雙RS-485接口輸出給所述分布式控制系統(tǒng)處理單元。

2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，

所述控制模塊還將該分布式控制系統(tǒng)處理單元發(fā)出的可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道數(shù)據(jù)處理成可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道信號(hào)發(fā)送出。

3.按照權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述模擬數(shù)據(jù)采集模塊包括所述模擬輸入通道的輸入電阻、濾波器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；其中：

HART接收整形單元，用于對(duì)濾波電容輸出的所述可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道信號(hào)進(jìn)行整形濾波；

所述輸入電阻的兩端分別連接相應(yīng)通道的第一輸入端和第二輸入端，兩個(gè)輸入端同時(shí)連接相應(yīng)濾波器的輸入端；

濾波器，用于對(duì)輸入電阻采樣輸入電流形成的輸入電壓進(jìn)行濾波，并輸出給模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；

模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將濾波器輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并形成串行數(shù)據(jù)通過(guò)串行設(shè)備接口輸出給隔離模塊；

所述隔離模塊通過(guò)相應(yīng)的光電隔離器在分別將所述可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道、所述模擬輸入通道與所述控制模塊隔離的同時(shí)，傳輸輸入的所述可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道信號(hào)和所述模擬數(shù)據(jù)采集模塊輸出的串行數(shù)據(jù)。

4.按照權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述整形模塊還包括多路通過(guò)所述控制開關(guān)選通連接的HART發(fā)送整形單元，其中：

所述控制模塊通過(guò)雙RS-485接口接收所述分布式控制系統(tǒng)處理單元輸出的可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道數(shù)據(jù)，依次通過(guò)所述高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制單元、所述HART協(xié)議處理單元將接收的可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道數(shù)據(jù)處理成相應(yīng)的并行數(shù)據(jù)，通過(guò)并串轉(zhuǎn)換單元將該并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的串行數(shù)據(jù)，通過(guò)UART發(fā)送單元發(fā)送該串行數(shù)據(jù)，通過(guò)信號(hào)調(diào)制單元將該串行數(shù)據(jù)調(diào)制成可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道信號(hào)輸出；

所述隔離模塊通過(guò)相應(yīng)的光電隔離器在分別將所述可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道、所述模擬輸入通道與所述控制模塊隔離的同時(shí)，還傳輸所述可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道信號(hào)；

HART發(fā)送整形單元，用于將所述光電隔離器傳輸?shù)乃隹蓪ぶ愤h(yuǎn)程傳感器高速通道信號(hào)進(jìn)行濾波整形。

5.按照權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，多路可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道的所述整形模塊和多路模擬輸入通道的所述模擬數(shù)據(jù)采集模塊均安裝在子卡上，所述隔離模塊和所述控制模塊均安裝在主卡上；

在一底座上將所述每一路信號(hào)并行連接在兩套插槽相應(yīng)位置上以使所述多路輸入通道的每一路信號(hào)并行變換為兩路信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)冗余輸入；其中，每一套插槽包括一主卡插槽和一子卡插槽，所述主卡插在主卡插槽上，所述子卡插在子卡插槽上，所述主卡和所述子卡相互通過(guò)信號(hào)的插針連在一起，并通過(guò)一個(gè)外殼罩住。