[實用新型]一種DCS系統模擬量輸入模塊

有效

• 申請號: 201720123997.9
• 申請日: 2017-02-10
• 公開（公告）號: CN206594484U
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 張進奇;蔣杰;王維建
• 申請（專利權）人: 上海新華控制技術集團科技有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司31220
• 代理人: 鄭立

技術領域

本實用新型涉及DCS系統，尤其涉及一種DCS系統模擬量輸入模塊。

背景技術

目前，分布式控制系統(distributed control systems,簡稱DCS)是一個高可靠性、開放性、靈活性、易于維護、協調性、控制功能齊全的系統，已被廣泛應用于電力、石油、化工、鋼鐵、造紙、水泥、脫硫、除塵、水處理等自動化控制領域中，它是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統，綜合了計算機(Computer)、通訊(Communication)、顯示(CRT)和控制(Control)等4C技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態方便。新華DCS系統NetPAC是新華新一代的DCS系統。

現有技術中，DCS系統中的模擬量輸入模塊負責現場4-20mA模擬量信號的采集，多采用異步485通信模式，其采集精度不高，通信速率較慢

因此，本領域的技術人員致力于研究一種DCS系統多通道模擬量輸入模塊，提高模塊的采樣精度和通信速率。

實用新型內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本實用新型提供一種DCS系統模擬量輸入模塊，采用高性能微處理器(MCU)和可編程邏輯陣列(CPLD)并搭建專用的信號調理電路進行信號的采樣和處理，采用同步485通信模式與上位機通信，提高模塊的采樣精度和通信速率。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種DCS系統模擬量輸入模塊，其特征在于，所述模擬量輸入模塊包括模擬信號輸入電路、模數轉換電路、CPLD和微處理器，其中，

所述模擬信號輸入電路與8路不同儀表連接，獲取外部模擬量輸入信號；并將接收到8通道外部模擬信號發送到所述模數轉換電路；

所述模數轉換電路位于所述模擬信號輸入電路和所述CPLD之間，用于對所述模擬信號輸入電路采集到的外部模擬信號進行模數轉換；

所述微處理器用于對采集到的外部模擬量輸入信號進行校準和調試，與所述CPLD通過總線連接進行通訊；

所述CPLD(Complex programmable logic devices，復雜可編程邏輯器件)通過譯碼器控制8路模擬通道輸入信號，接收到經過模數轉換后的輸入信號后對所述輸入信號進行處理，和所述微處理器進行交換，并將處理后的數據通過串口發送到所述DCS系統的上位機，同時接收所述上位機發送過來的指令。

在本實用新型的較佳實施方式中，所述模擬信號輸入電路每一個通道都采用MOSFET晶體管為開關，所述DCS系統的上位機通過所述CPLD可單獨控制各個通道的輸出。

在本實用新型的較佳實施方式中，所述模擬信號輸入電路每一個通道的輸入端都使用了可恢復保險絲。

在本實用新型的另一較佳實施方式中，所述模數轉換電路包括信號調理電路、模數轉換器和數字隔離電路，其中，所述信號調理電路用于外部模擬量信號的處理，所述模數轉換器將外部模擬信號轉換為數字信號，所述數字隔離電路用于隔離現場設備對系統內部的干擾。

在本實用新型的較佳實施方式中，所述模數轉換器為16位A/D轉換芯片ADS8320。

在本實用新型的另一較佳實施方式中，數字隔離電路采用的是高速磁介質隔離芯片ADuM1200和ADuM1201。

在本實用新型的較佳實施方式中，所述微處理器為32位的ARM M0芯片。

在本實用新型的另一較佳實施方式中，所述CPLD為Lattice公司LCMXO2-1200HC-6TG100芯片。

在本實用新型的較佳實施方式中，所述CPLD內部包含兩組獨立的RS485接口，通過所述兩組RS485接口與所述DCS系統的上位機進行數據交換。

在本實用新型的另一較佳實施方式中，所述每組RS485接口包含時鐘線(CLK)和數據線(DAT)，采用同步串行方式與上層控制器通信。

有益效果

本實用新型采用高性能微處理器(MCU)和可編程邏輯陣列(CPLD)并搭建專用的信號調理電路進行信號的采樣和處理，采用同步485通信模式與上位機通信，可以精確的采樣外部模擬量信號，并快速的將數據傳遞給上位機，從而滿足工業現場的需要。

以下將結合附圖對本實用新型的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本實用新型的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1是本實用新型的一個較佳實施例的DCS系統模擬量輸入模塊的結構框圖。