專利名稱：實現(xiàn)分布式控制系統(tǒng)與智能設(shè)備互連的輸出接口裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及分布式控制系統(tǒng)(DCS, Distributed Control System)的數(shù)據(jù)交換技術(shù)，尤其涉及實現(xiàn)分布式控制系統(tǒng)與智能設(shè)備互連的輸出接口裝置。
技術(shù)背景分布式控制系統(tǒng)是ー個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機系統(tǒng)，它綜合了計算機(Computer)、通訊(Communication)、顯示(CRT)和控制(Control)技術(shù)(即4C技木)，基本思想是實現(xiàn)對系統(tǒng)的分散控制、集中操作、分級管理、靈活配置以及方便組態(tài)。DCS具有數(shù)據(jù)獲取、直接數(shù)字控制、人機交互以及監(jiān)控和管理等功能。自從分布式控制系統(tǒng)問世以來已經(jīng)在各個行業(yè)的エ業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，尤以系統(tǒng)本身的高可靠性、方便的組態(tài)軟件、豐富的控制算法以及開放的聯(lián)網(wǎng)能力等漸成為過程エ業(yè)自動控制的主流系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代計算機和通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，DCS正向著多元化、網(wǎng)絡(luò)化、開放化以及集成管理的方向發(fā)展。因此，對其提出了更高的要求必須能夠?qū)CS與智能設(shè)備以及不同的DCS設(shè)備進行互連，來實現(xiàn)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換?？蓪ぁ鲋愤h程傳感器高速通道(HART,Highway Addressable Remote Transducer)現(xiàn)場總線協(xié)議是エ業(yè)控制領(lǐng)域廣泛認(rèn)可的通訊標(biāo)準(zhǔn)，它兼容現(xiàn)有的4 20mAエ業(yè)設(shè)備及電纜，同時還增加了設(shè)備間的數(shù)字通訊的能力。目前，還沒有采用HART現(xiàn)場總線協(xié)議應(yīng)用于實現(xiàn)分布式控制系統(tǒng)與智能設(shè)備互連的多通道接口裝置，且現(xiàn)有的接口裝置還普遍存在著可靠性和速度性能問題。因此，需要提供一種實現(xiàn)分布式控制系統(tǒng)與智能設(shè)備互連的輸出接口裝置來解決上述問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種實現(xiàn)分布式控制系統(tǒng)與智能設(shè)備的輸出接口裝置，能夠通過采用HART現(xiàn)場總線協(xié)議提高接ロ互連的性能。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種實現(xiàn)分布式控制系統(tǒng)與智能設(shè)備互連的輸出接口裝置，包括控制模塊、隔離模塊以及多路輸出通道，每ー輸出通道除了包括模擬輸出通道的模擬輸出信號處理模塊外，還包括可尋址遠程傳感器高速通道的HART發(fā)送整形模塊和輸出耦合電容，其中控制模塊中相應(yīng)通道的可尋址遠程傳感器高速通道信號輸出端通過隔離模塊與相應(yīng)的HART發(fā)送整形模塊的輸入端連接，該HART發(fā)送整形模塊的輸出端連接相應(yīng)的輸出耦合電容的一端，該輸出耦合電容的另一端連接模擬輸出信號處理模塊中數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊相應(yīng)通道的輸出端。進ー步地，模擬輸出信號處理模塊除了包括數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊外，還包括相應(yīng)通道的壓/流變換器，其中控制模塊相應(yīng)通道的電流數(shù)據(jù)輸出端通過所述隔離模塊與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊相應(yīng)的轉(zhuǎn)換通道輸入端連接，該轉(zhuǎn)換通道輸出端連接相應(yīng)的壓/流變換器的輸入端，該壓/流變換器的電流輸出端作為相應(yīng)模擬輸出通道的電流輸出端。進ー步地，每ー輸出通道還包括可尋址遠程傳感器高速通道的輸入耦合電容和HART接收整形模塊，其中相應(yīng)模擬輸出通道的輸出端與相應(yīng)的輸入I禹合電容的一端連接，該輸入I禹合電容的另一端連接相應(yīng)的HART接收整形模塊的輸入端，該HART接收整形模塊的輸出端通過隔離模塊連接控制模塊相應(yīng)通道的可尋址遠程傳感器高速通道信號輸入端。進一步地，多個可尋址遠程傳感器高速通道的HART發(fā)送整形模塊、輸出耦合電容、所述HART 接收整形模塊、輸入耦合電容、多個模擬輸出通道的模擬輸出信號處理模塊均安裝在子卡上，隔離模塊和控制模塊均安裝在主卡上；在模擬輸出信號冗余底座上將多路的每一路輸出信號并行連接在兩套插槽相應(yīng)位置上，每ー套插槽安裝主卡插槽和子卡插槽；其中，主卡插在主卡插槽上，子卡插在所述子卡插槽上，主卡、所述子卡相互通過信號的插針連在一起，并通過ー個外殼罩住。進ー步地，每ー輸出通道還包括安裝在子卡上的反饋信號采集模塊和安裝在底座上的信號選通模塊；其中，反饋信號采集模塊包括輸入電阻、濾波器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，其中輸入電阻的兩端分別連接相應(yīng)輸出通道的第一輸出端和第二輸入端，該輸入電阻的兩端同時連接相應(yīng)濾波器的輸入端，該濾波器的輸出端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，該模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端通過隔離模塊中相應(yīng)的光電隔離器連接控制模塊的反饋信號輸入端;控制模塊冗余切換控制信號輸出端通過隔離模塊中相應(yīng)的光電隔離器連接信號選通模塊相應(yīng)通道開關(guān)的控制輸入端，相應(yīng)通道開關(guān)的選通節(jié)點分別串接底座上兩個子卡 上各自相應(yīng)通道的壓/流變換器的ー個電流輸出端。進ー步地，控制模塊包括高級數(shù)據(jù)鏈路控制単元、HART協(xié)議處理單元、AO信號輸出控制單元、井串轉(zhuǎn)換單元、UART發(fā)送單元、信號調(diào)制單元，其中兩個RS-485的輸出端分別連接高級數(shù)據(jù)鏈路控制単元的第一輸入端、第二輸入端，該高級數(shù)據(jù)鏈路控制單元的第一輸出端連接HART協(xié)議處理單元的第一輸入端，該HART協(xié)議處理單元的第一輸出端連接并串轉(zhuǎn)換單元的輸入端，該并串轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接UART發(fā)送單元的輸入端，該UART發(fā)送單元的輸出端連接信號調(diào)制單元的輸入端，該信號調(diào)制単元的輸出端通過所述隔離模塊中相應(yīng)的光電隔離器連接所述HART發(fā)送整形模塊的輸入端;高級數(shù)據(jù)鏈路控制單元的第二輸出端連接AO信號輸出控制單元的輸入端，該AO信號輸出控制単元的輸出端通過隔離模塊中相應(yīng)的光電隔離器連接數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊相應(yīng)的轉(zhuǎn)換通道輸入端。進ー步地，控制模塊還包括依次連接的信號解調(diào)單元、UART接收單元以及串并轉(zhuǎn)換單元，其中HART接收整形模塊的輸出端通過隔離模塊中相應(yīng)的光電隔離器連接信號解調(diào)單元的輸入端，該信號解調(diào)單元的輸出端連接UART接收單元的輸入端，該UART接收單元的輸出端連接串并轉(zhuǎn)換單元的輸入端，該串并轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接HART協(xié)議處理單元的第ニ輸入端，該HART協(xié)議處理單元的第二輸出端連接所述高級數(shù)據(jù)鏈路控制單元的第二輸入端；該高級數(shù)據(jù)鏈路控制單元的第二輸出端分別連接到兩個RS-485的輸入端。進ー步地，信號選通模塊包括多個通道各自的信號選通繼電器；控制模塊還包括Al數(shù)據(jù)采集處理單元、冗余通道切換處理單元以及冗余切換控制単元；底座上還安裝含有多個通道各自的信號選通繼電器的信號選通模塊，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端通過相應(yīng)的光電隔離器連接Al數(shù)據(jù)采集處理單元的輸入端;該Al數(shù)據(jù)采集處理單元的輸出端連接高級數(shù)據(jù)鏈路控制単元的第三輸入端，該高級數(shù)據(jù)鏈路控制単元的第三輸出端連接冗余通道切換處理單元的輸入端，該冗余通道切換處理単元的第一輸出端連接AO信號輸出控制単元的輸入端，該冗余通道切換處理單元 的第二輸出端通過HART協(xié)議處理單元連接并串轉(zhuǎn)換單元的輸入端，該并串轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接相應(yīng)通道的冗余切換控制単元的輸入端，該冗余切換控制単元的輸出端通過隔離模塊中相應(yīng)的光電隔離器連接相應(yīng)通道的信號選通繼電器的控制輸入端；信號選通繼電器的單刀雙擲開關(guān)的選通節(jié)點分別串接所述底座上兩個子卡上相應(yīng)的壓/流變換器的ー個輸出端上。進ー步地，控制模塊采用現(xiàn)場可編程門陣列組件實現(xiàn)所述信號解調(diào)單元、UART接收單元以及UART發(fā)送單元、信號調(diào)制單元以及冗余切換控制単元；采用微控制器實現(xiàn)Al數(shù)據(jù)采集處理単元、HART協(xié)議處理單元、高級數(shù)據(jù)鏈路控制単元、冗余通道切換處理單元以及AO信號輸出控制單元。本實用新型提供的實現(xiàn)分布式控制系統(tǒng)與智能設(shè)備互連的輸出接口裝置，由于將HART現(xiàn)場總線協(xié)議運用于分布式控制系統(tǒng)(DCS)的互連接口上，因此能夠在DCS與智能設(shè)備之間傳遞4 20mAエ業(yè)信號的同時，方便地進行雙向數(shù)字通訊，從而大大簡化了信號傳輸方式并提高了可靠性。另外，通過輸出接口裝置中的冗余設(shè)計進一步提高了接ロ的可靠度。

圖I為本實用新型的實現(xiàn)分布式控制系統(tǒng)與智能設(shè)備互連的輸出接口裝置實施例的原理框圖；圖2為圖I所示的輸出接口裝置實施例的具體結(jié)構(gòu)框圖；圖3為圖I所示的輸出接口裝置實施例中8通道信號冗余底座線路板安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖I所示的輸出接口裝置實施例中8通道AO信號及其冗余底座原理框圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和優(yōu)選實施例對本實用新型的技術(shù)方案進行詳細地闡述。應(yīng)該理解，以下例舉的實施例僅用于說明和解釋本實用新型，而不構(gòu)成對本實用新型技術(shù)方案的限制。本實用新型的實現(xiàn)分布式控制系統(tǒng)互連的接口裝置實施例，其原理如圖I所示，包括控制模塊、隔離模塊以及多路輸出通道，其中每ー輸出通道除了包括模擬輸出(AO)通道的AO信號處理模塊外，還包括HART通道的HART發(fā)送整形模塊(j，j = I 8)和輸出耦合電容(Cty.，j = I 8)，其中控制模塊相應(yīng)通道的HART信號輸出端通過隔離模塊與相應(yīng)的HART發(fā)送整形模塊的輸入端連接，該HART發(fā)送整形模塊的輸出端連接相應(yīng)的輸出耦合電容的一端，該輸出耦合電容的另一端連接AO信號處理模塊中數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊相應(yīng)通道的輸出端。在上述輸出接口裝置實施例中，AO信號處理模塊除了包括數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊外，還包括相應(yīng)通道的壓/流變換器，其中控制模塊相應(yīng)通道的電流數(shù)據(jù)輸出端通過隔離模塊與AO信號處理模塊中的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊相應(yīng)的轉(zhuǎn)換通道輸入端連接，該轉(zhuǎn)換通道輸出端連接相應(yīng)的壓/流變換器的輸入端，該壓/流變換器的電流輸出端作為相應(yīng)模擬輸出通道的電流輸出端。在上述輸出接口裝置實施例中，每ー輸出通道還包括HART通道的輸入耦合電容(Cij, j = I 8)和HART接收整形模塊(j，j = I 8)，其中相應(yīng)模擬輸出通道的輸出端的與相應(yīng)的輸入I禹合電容的一端連接，該輸入I禹合電容的另一端連接相應(yīng)的HART接收整形模塊的輸入端，該HART接收整形模塊的輸出端通過隔離模塊連接控制模塊相應(yīng)通道的HART信號輸入端。上述輸出接口裝置實施例的具體結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中，多個HART通道(I 8)的HART發(fā)送整形模塊、輸出耦合電容、HART接收整形模塊、輸入耦合電容、多個AO通道(j，j = i 8)的AO信號處理模塊均安裝在子卡上，隔離模塊和控制模塊均安裝在主卡上。在上述輸出接口裝置實施例中，采用兩套子卡上的AO信號處理模塊并行輸出兩偵■號(A側(cè)和B側(cè))來實現(xiàn)信號冗余輸出。如圖3所示表示了 8通道HART PLUS AO信號冗余底座I線路板安裝結(jié)構(gòu)，在該底座I上將輸出的8路通道的每一路信號并行連接在兩套插槽(A側(cè)主/子插槽、B側(cè)主/子插槽)相應(yīng)位置上；其中，主卡插在主卡插槽2上，子卡插在子卡插槽3上，主卡、子卡相互通過信號的插針連在一起，并通過一個外殼4罩住。該底座上還安裝有信號選通模塊，通過8個通道各自的信號選通繼電器選通兩側(cè)信號(A側(cè)和B側(cè))中的ー側(cè)，請參見圖4。該線路板上左端為信號引出接線端子排5，每個通道引出2個信號端子，則8通道共16個端子 ，下端為電源信號端子排6，分別為A、B兩側(cè)的主/子卡以及底座提供必要的工作電源。在上述輸出接口裝置實施例中，每ー輸出通道除了包括模擬輸出(AO)通道的AO信號處理模塊外，還包括反饋信號采集模塊和信號選通模塊，均安裝在子卡上；其中，反饋信號采集模塊包括輸入電阻(圖2中未示出)、濾波器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，其中輸入電阻的兩端分別連接相應(yīng)輸出通道的第一輸出端(IINAi+，i = I 8)和第ニ輸入端(IINAi-，i = 1 8)，該輸入電阻的兩端同時連接相應(yīng)濾波器的輸入端，該濾波器的輸出端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，該模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端通過隔離模塊中相應(yīng)的光電隔離器連接控制模塊反饋信號輸入端；控制模塊冗余切換控制信號輸出端通過隔離模塊中相應(yīng)的光電隔離器連接信號選通模塊相應(yīng)通道開關(guān)的控制輸入端，相應(yīng)通道開關(guān)的選通節(jié)點分別串接兩個子卡上各自相應(yīng)通道的壓/流變換器的ー個電流輸出端。在上述輸出接口裝置實施例中，控制模塊包括高級數(shù)據(jù)鏈路控制(HDLC)単元、HART協(xié)議處理單元、AO信號輸出控制單元、并串轉(zhuǎn)換單元、UART發(fā)送單元、信號調(diào)制單元，其中兩個RS-485的輸出端分別連接HDLC單元的第一輸入端、第二輸入端，該HDLC單元的第一輸出端連接HART協(xié)議處理單元的第一輸入端，該HART協(xié)議處理單元的第一輸出端連接并串轉(zhuǎn)換單元的輸入端，該并串轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接UART發(fā)送單元的輸入端，該UART發(fā)送單元的輸出端連接信號調(diào)制單元的輸入端，該信號調(diào)制單元的輸出端通過隔離模塊中相應(yīng)的光電隔離器連接HART發(fā)送整形模塊的輸入端；HDLC單元的第二輸出端連接AO信號輸出控制単元的輸入端，該AO信號輸出控制単元的輸出端通過隔離模塊中相應(yīng)的光電隔離器連接數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊相應(yīng)的轉(zhuǎn)換通道輸入端。在上述輸出接口裝置實施例中，控制模塊還包括依次連接的信號解調(diào)單元、UART接收單元以及串并轉(zhuǎn)換単元，其中HART接收整形模塊的輸出端通過隔離模塊中相應(yīng)的光電隔離器連接信號解調(diào)單 元的輸入端，該信號解調(diào)單元的輸出端連接UART接收單元的輸入端，該UART接收單元的輸出端連接串并轉(zhuǎn)換單元的輸入端，該串并轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接HART協(xié)議處理單元的第ニ輸入端，該HART協(xié)議處理單元的第二輸出端連接HDLC單元的第二輸入端；該HDLC單元的第二輸出端分別連接到兩個RS-485的輸入端。在上述輸出接口裝置實施例中，信號選通模塊包括多個通道(j，j = I 8)各自的信號選通繼電器；控制模塊還包括Al數(shù)據(jù)采集處理單元、冗余通道切換處理單元以及冗余切換控制単元；底座上還安裝含有8個通道各自的信號選通繼電器的信號選通模塊，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端通過相應(yīng)的光電隔離器連接Al數(shù)據(jù)采集處理單元的輸入端;該Al數(shù)據(jù)采集處理單元的輸出端連接HDLC單元的第三輸入端，該HDLC單元的第三輸出端連接冗余通道切換處理單元的輸入端，該冗余通道切換處理單元的第一輸出端連接AO信號輸出控制単元的輸入端，該冗余通道切換處理單元的第二輸出端通過HART協(xié)議處理單元連接并串轉(zhuǎn)換單元的輸入端，該并串轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接相應(yīng)通道的冗余切換控制單元的輸入端，該冗余切換控制単元的輸出端通過隔離模塊中相應(yīng)的光電隔離器連接相應(yīng)通道的信號選通繼電器的控制輸入端；該信號選通繼電器的單刀雙擲開關(guān)的選通節(jié)點分別串接底座上A、B兩側(cè)各自子卡上相應(yīng)的壓/流變換器的ー個輸出端上。在上述輸入接口裝置實施例中，采用FPGA部分實現(xiàn)信號解調(diào)單元、UART接收單元以及UART發(fā)送單元、信號調(diào)制單元以及冗余切換控制単元；采用微控制器(譬如ARM微控制器)實現(xiàn)Al數(shù)據(jù)采集處理單元、HART協(xié)議處理單元、HDLC単元、冗余通道切換處理單元以及AO信號輸出控制單元。圖4表示了圖I所示的輸出接口裝置實施例中8通道信號及其冗余底座原理，其中IINAI+、IINAl-分別表示圖3的A套中第I通道HART信號與4 20mA電流輸出的正、負(fù)端，ΙΙΝΒ1+.ΠΝΒ1-分別表示圖3的B套中第I通道HART信號與4 20mA電流輸出的正、負(fù)端，I0UT1+、IOUTl-分別表示通過信號選通繼電器I選通的第一路HART信號與4-20 mA電流輸出的正、負(fù)端；......；IINA8+、IINA8-分別表示圖3的A套中第8通道HART
信號與4 20mA電流輸出的正、負(fù)端，ΙΙΝΒ8+.ΠΝΒ8-分別表示圖3的B套中第8通道HART信號與4 20mA電流輸出的正、負(fù)端，IOUT8+、IOUT8-分別表示通過信號選通繼電器8選通的第八路HART信號與4-20mA電流輸出的正、負(fù)端。對于本領(lǐng)域的專業(yè)人員來說，在了解了本實用新型內(nèi)容和原理后，能夠在不背離本實用新型的原理和范圍的情況下，根據(jù)本實用新型的方法進行形式和細節(jié)上的各種修正和改變，但是這些基于本實用新型的修正和改變?nèi)栽诒緦嵱眯滦偷臋?quán)利要求保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種實現(xiàn)分布式控制系統(tǒng)與智能設(shè)備互連的輸出接口裝置，包括控制模塊、隔離模塊以及多路輸出通道，每ー輸出通道除了包括模擬輸出通道的模擬輸出信號處理模塊外，還包括可尋址遠程傳感器高速通道的HART發(fā)送整形模塊和輸出耦合電容，其中 控制模塊中相應(yīng)通道的可尋址遠程傳感器高速通道信號輸出端通過隔離模塊與相應(yīng)的HART發(fā)送整形模塊的輸入端連接，該HART發(fā)送整形模塊的輸出端連接相應(yīng)的輸出耦合電容的一端，該輸出耦合電容的另一端連接模擬輸出信號處理模塊中數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊相應(yīng)通道的輸出端。
2.按照權(quán)利要求I所述的輸出接口裝置，其特征在于，所述模擬輸出信號處理模塊除了包括所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊外，還包括相應(yīng)通道的壓/流變換器，其中 所述控制模塊相應(yīng)通道的電流數(shù)據(jù)輸出端通過所述隔離模塊與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊相應(yīng)的轉(zhuǎn)換通道輸入端連接，該轉(zhuǎn)換通道輸出端連接相應(yīng)的壓/流變換器的輸入端，該壓/流變換器的電流輸出端作為相應(yīng)模擬輸出通道的電流輸出端。
3.按照權(quán)利要求2所述的輸出接口裝置，其特征在干，每ー輸出通道還包括所述可尋址遠程傳感器高速通道的輸入耦合電容和HART接收整形模塊，其中 所述相應(yīng)模擬輸出通道的輸出端與相應(yīng)的輸入I禹合電容的一端連接，該輸入I禹合電容的另一端連接相應(yīng)的HART接收整形模塊的輸入端，該HART接收整形模塊的輸出端通過隔離模塊連接控制模塊相應(yīng)通道的可尋址遠程傳感器高速通道信號輸入端。
4.按照權(quán)利要求3所述的接口裝置，其特征在干， 多個可尋址遠程傳感器高速通道的所述HART發(fā)送整形模塊、所述輸出耦合電容、所述HART接收整形模塊、所述輸入耦合電容、多個模擬輸出通道的所述模擬輸出信號處理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； 在模擬輸出信號冗余底座上將多路的每一路輸出信號并行連接在兩套插槽相應(yīng)位置上，每ー套插槽安裝主卡插槽和子卡插槽；其中，所述主卡插在所述主卡插槽上，所述子卡插在所迷子卡插槽上，所述主卡、所述子卡相互通過信號的插針連在一起，并通過一個外殼罩住。
5.按照權(quán)利要求4所述的輸出接口裝置，其特征在干，每ー輸出通道還包括安裝在所述子卡上的反饋信號采集模塊和安裝在所述底座上的信號選通模塊；其中，反饋信號采集模塊包括輸入電阻、濾波器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，其中 輸入電阻的兩端分別連接相應(yīng)輸出通道的第一輸出端和第二輸入端，該輸入電阻的兩端同時連接相應(yīng)濾波器的輸入端，該濾波器的輸出端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，該模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端通過隔離模塊中相應(yīng)的光電隔離器連接所述控制模塊的反饋信號輸入端; 所述控制模塊冗余切換控制信號輸出端通過隔離模塊中相應(yīng)的光電隔離器連接信號選通模塊相應(yīng)通道開關(guān)的控制輸入端，相應(yīng)通道開關(guān)的選通節(jié)點分別串接所述底座上兩個子卡上各自相應(yīng)通道的壓/流變換器的ー個電流輸出端。
6.按照權(quán)利要求5所述的輸出接口裝置，其特征在于，所述控制模塊包括高級數(shù)據(jù)鏈路控制單元、HART協(xié)議處理單元、AO信號輸出控制單元、并串轉(zhuǎn)換單元、UART發(fā)送單元、信號調(diào)制單元，其中 兩個RS-485的輸出端分別連接高級數(shù)據(jù)鏈路控制単元的第一輸入端、第二輸入端，該高級數(shù)據(jù)鏈路控制単元的第一輸出端連接HART協(xié)議處理單元的第一輸入端，該HART協(xié)議處理單元的第一輸出端連接并串轉(zhuǎn)換單元的輸入端，該并串轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接UART發(fā)送單元的輸入端，該UART發(fā)送單元的輸出端連接信號調(diào)制單元的輸入端，該信號調(diào)制單元的輸出端通過所述隔離模塊中相應(yīng)的光電隔離器連接所述HART發(fā)送整形模塊的輸入端; 高級數(shù)據(jù)鏈路控制単元的第二輸出端連接AO信號輸 出控制単元的輸入端，該AO信號輸出控制単元的輸出端通過所述隔離模塊中相應(yīng)的光電隔離器連接所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊相應(yīng)的轉(zhuǎn)換通道輸入端。
7.按照權(quán)利要求6所述的輸出接口裝置，其特征在干，所述控制模塊還包括依次連接的信號解調(diào)單元、UART接收單元以及串并轉(zhuǎn)換單元，其中 所述HART接收整形模塊的輸出端通過所述隔離模塊中相應(yīng)的光電隔離器連接信號解調(diào)單元的輸入端，該信號解調(diào)單元的輸出端連接UART接收單元的輸入端，該UART接收單元的輸出端連接串并轉(zhuǎn)換單元的輸入端，該串并轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接所述HART協(xié)議處理単元的第二輸入端，該HART協(xié)議處理單元的第二輸出端連接所述高級數(shù)據(jù)鏈路控制單元的第二輸入端；該高級數(shù)據(jù)鏈路控制單元的第二輸出端分別連接到兩個RS-485的輸入端。
8.按照權(quán)利要求7所述的輸出接口裝置，其特征在干，所述信號選通模塊包括多個通道各自的信號選通繼電器；所述控制模塊還包括Al數(shù)據(jù)采集處理單元、冗余通道切換處理單元以及冗余切換控制単元；底座上還安裝含有多個通道各自的信號選通繼電器的信號選通模塊，其中 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端通過相應(yīng)的光電隔離器連接Al數(shù)據(jù)采集處理單元的輸入端; 該Al數(shù)據(jù)采集處理單元的輸出端連接所述高級數(shù)據(jù)鏈路控制單元的第三輸入端，該高級數(shù)據(jù)鏈路控制単元的第三輸出端連接冗余通道切換處理單元的輸入端，該冗余通道切換處理単元的第一輸出端連接所述AO信號輸出控制単元的輸入端，該冗余通道切換處理単元的第二輸出端通過所述HART協(xié)議處理單元連接并串轉(zhuǎn)換單元的輸入端，該并串轉(zhuǎn)換単元的輸出端連接相應(yīng)通道的冗余切換控制単元的輸入端，該冗余切換控制単元的輸出端通過所述隔離模塊中相應(yīng)的光電隔離器連接相應(yīng)通道的信號選通繼電器的控制輸入端； 所述信號選通繼電器的單刀雙擲開關(guān)的選通節(jié)點分別串接所述底座上兩個子卡上相應(yīng)的壓/流變換器的ー個輸出端上。
9.按照權(quán)利要求8所述的輸出接口裝置，其特征在于， 所述控制模塊采用現(xiàn)場可編程門陣列組件實現(xiàn)所述信號解調(diào)單元、所述UART接收單元以及UART發(fā)送單元、信號調(diào)制單元以及冗余切換控制単元；采用微控制器實現(xiàn)所述Al數(shù)據(jù)采集處理單元、所述HART協(xié)議處理單元、所述高級數(shù)據(jù)鏈路控制單元、所述冗余通道切換處理單元以及所述AO信號輸出控制単元。
專利摘要本實用新型提供了實現(xiàn)分布式控制系統(tǒng)與智能設(shè)備互連的輸出接口裝置，包括控制模塊、隔離模塊以及多路輸出通道，每一輸出通道除了包括AO通道的AO信號處理模塊外，還包括HART通道的HART發(fā)送整形模塊和輸出耦合電容；其中，控制模塊中相應(yīng)通道的HART信號輸出端通過隔離模塊與相應(yīng)的HART發(fā)送整形模塊的輸入端連接，該HART發(fā)送整形模塊的輸出端連接相應(yīng)的輸出耦合電容的一端，該輸出耦合電容的另一端連接AO信號處理模塊中數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊相應(yīng)通道的輸出端。本實用新型大大簡化了信號傳輸方式并提高了可靠性，且通過冗余設(shè)計進一步提高了接口的可靠度。
文檔編號G05B19/418GK202404438SQ20112057347
公開日2012年8月29日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者丁娟, 呂品, 呂大軍, 夏明 , 張立然, 彭琪, 李文, 李 杰, 潘鋼, 田雨聰 申請人:北京國電智深控制技術(shù)有限公司