两线制回路供电数显智能温度控制器和变送器一体化仪表制造技术

本发明专利技术公开了两线制回路供电数显智能温度控制器和变送器一体化仪表，用于与PLC控制器或DCS系统或电磁阀、接触器等设备连接，实现对温度的监视、远传、控制、报警和设备保护，本发明专利技术使温度仪表从低功耗(毫安级)跨入微功耗(微安级)，将引起温度仪表的可靠性和稳定性的根本性提高，实现了对温度的就地监视和4‑20mA远传、控制和报警，把现场的设备温度信号远传到DCS系统或PLC控制器，完成工业、交通等各种行业的设备的监视、控制、报警与保护；本发明专利技术将温度变送器、温控开关、数显功能三合一，实现了变送器的微功耗1‑5mA信号模式和电气隔离模式，实现了温度控制器两线制，不再需要单独供电(市面上常见的为三线制温控器)，而是通过信号回路供电，做到无条件替代机械式温控器，解决了长期以来机械式温控器不能替代的瓶颈，解决了使用机械式控制器卡涩和漂移带来的保护失灵(误动和拒动)，解决了机械式温控器不能监控带来保护系统不可控的安全隐患，从而提高了保护系统的可靠性。

Two wire loop power supply digital display intelligent temperature controller and transmitter integrated instrument

【技术实现步骤摘要】
两线制回路供电数显智能温度控制器和变送器一体化仪表
本专利技术涉及智能温度仪表
，具体为两线制回路供电数显智能温度控制器和变送器一体化仪表。
技术介绍
长期以来机械式温度控制器精度差，卡涩、漂移时有发生，引起各种设备保护的误动、拒动，导致事故的发生和设备损坏。而三线制温度控制器需要单独供电，供电电源的管理，电源可靠性难以保证，由于长距离供电的线路压降等原因，不符合工业控制的干触点要求，形成了工业上被机械温度控制器霸占，特别是被进口机械温度控制器霸占的状况。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供两线制回路供电数显智能温度控制器和变送器一体化仪表。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现：两线制回路供电数显智能温度控制器和变送器一体化仪表，用于与PLC控制器或DCS系统连接实现温度变送器、温控开关以及数显功能，所述PLC控制器或DCS系统均设有AI输入端口、DI输入端口，本专利技术包括恒流源、温度传感器、仪表放大器、A/D转换器、单片机、变送器、控制器、冗余电源模块、按键模块、数显模块，所述恒流源、温度传感器、仪表放大器、A/D转换器、单片机依次连接，所述单片机通过所述变送器与所述AI输入端口连接，所述单片机通过所述控制器与所述DI输入端口连接，所述变送器、控制器均通过所述冗余电源模块与所述单片机连接，所述单片机分别与所述按键模块、数显模块连接。在优选的实施方案中，所述变送器包括电磁隔离芯片、D/A转换器、V/I转换器、第一整流滤波共模电路、第一线性稳压器、变压器驱动电路、隔离变压器、第二线性稳压器，所述单片机依次通过所述电磁隔离芯片、D/A转换器、V/I转换器、第一整流滤波共模电路与所述AI输入端口连接，所述AI输入端口依次通过所述第一整流滤波共模电路、第一线性稳压器、变压器驱动电路、隔离变压器、第二线性稳压器与所述冗余电源模块连接，所述第一线性稳压器分别与所述D/A转换器、V/I转换器连接，所述第二线性稳压器与所述电磁隔离芯片连接。在优选的实施方案中，所述控制器包括开关驱动电路、IGBT开关、第二整流滤波共模电路、降压LDO、升压LDO、升压/降压切换电路，所述单片机依次通过所述开关驱动电路、IGBT开关、第二整流滤波共模电路与所述DI输入端口连接，所述第二整流滤波共模电路分别通过所述降压LDO、升压LDO与所述升压/降压切换电路连接，所述升压/降压切换电路与所述冗余电源模块连接。在优选的实施方案中，所述恒流源采用50uA微功耗恒流源，用于为所述温度传感器提供50uA供电电流。在优选的实施方案中，所述仪表放大器采用50uA微功耗仪表放大器。在优选的实施方案中，所述单片机采用50uA工作电流单片机。在优选的实施方案中，所述显示模块采用10uA微功耗显示器。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术将温度变送器、温控开关、数显功能三合一，实现了变送器的微功耗1-5mA信号模式和电气隔离模式，实现了温度控制器两线制，不再需要单独供电(市面上常见的为三线制温控器)，而是通过信号回路供电，做到无条件替代机械式温控器，解决了长期以来机械式温控器不能替代的瓶颈，解决了使用机械式控制器卡涩和漂移带来的保护失灵(误动和拒动)，解决了机械式温控器不能监控带来保护失控的可能性，从而提高了保护系统的可靠性。2、本专利技术使温度仪表从低功耗(毫安级)跨入微功耗(微安级)，将引起温度仪表的可靠性和稳定性的根本性提高，实现了对温度的就地监视和4-20mA远传、控制和报警，把现场的设备温度信号远传到DCS系统或PLC控制器，完成工业、交通等各种行业的设备的监视、控制、报警与保护。附图说明下面根据附图对本专利技术作进一步详细说明。图1是本专利技术实施例所述的两线制回路供电数显智能温度控制器和变送器一体化仪表的框架结构图。图中：1、恒流源；2、温度传感器；3、仪表放大器；4、A/D转换器；5、单片机；6、按键模块；7、显示模块；8、变送器；801、电磁隔离芯片；802、D/A转换器；803、V/I转换器；804、第一整流滤波共模电路；805、第一线性稳压器；806、变压器驱动电路；807、隔离变压器；808、第二线性稳压器；9、控制器；901、开关驱动电路；902、IGBT开关；903、第二整流滤波共模电路；904、降压LDO；905、升压LDO；906、升压/降压切换电路；10、冗余电源模块；11、AI输入端口；12、DI输入端口。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面将参照附图和具体实施例对本专利技术作进一步的说明。如图1所示，本专利技术实施例的两线制回路供电数显智能温度控制器和变送器一体化仪表，用于与PLC控制器或DCS系统连接实现温度变送器、温控开关以及数显功能，PLC控制器或DCS系统均设有AI输入端口11、DI输入端口12，本专利技术包括恒流源1、温度传感器2、仪表放大器3、A/D转换器4、单片机5、变送器8、控制器9、冗余电源模块10、按键模块6、数显模块7，所述恒流源1、温度传感器2、仪表放大器3、A/D转换器4、单片机5依次连接，单片机5通过变送器8与AI输入端口11连接达到温度变送器功能，单片机5通过控制器9与DI输入端口12连接达到温控开关功能，变送器8、控制器9均通过冗余电源模块10与单片机5连接，单片机5分别与按键模块、数显模块连接；恒流源1采用50uA微功耗恒流源，用于为温度传感器2提供50uA供电电流；温度传感器2用于检测外界温度得到模拟电压信号，并发送至仪表放大器3；常规温度传感器的供电电流为1mA,传感器桥臂电阻4k，功耗为160mw，由于功耗，传感器自热引起扩散硅桥臂电阻的阻值变化产生的温度漂移；本专利技术采用供电电流为50uA的微功耗温度传感器，功耗为0.8mW,功耗大大的减小，导致传感器发热大大减小，克服了传感器发热引起的漂移。仪表放大器3采用50uA微功耗仪表放大器，功耗低，稳定性好，仪表放大器3对模拟电压信号进行放大，并发送至A/D转换器4；A/D转换器4即模数转换器，用于将模拟电压信号转换为数字信号，并发送至单片机5；单片机5采用50uA工作电流单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.两线制回路供电数显智能温度控制器和变送器一体化仪表，用于与PLC控制器或DCS系统连接实现温度变送器、温控开关以及数显功能，所述PLC控制器或DCS系统均设有AI输入端口、DI输入端口，其特征在于：包括恒流源、温度传感器、仪表放大器、A/D转换器、单片机、变送器、控制器、冗余电源模块、按键模块、数显模块，所述恒流源、温度传感器、仪表放大器、A/D转换器、单片机依次连接，所述单片机通过所述变送器与所述AI输入端口连接，所述单片机通过所述控制器与所述DI输入端口连接，所述变送器、控制器均通过所述冗余电源模块与所述单片机连接，所述单片机分别与所述按键模块、数显模块连接。/n

【技术特征摘要】
1.两线制回路供电数显智能温度控制器和变送器一体化仪表，用于与PLC控制器或DCS系统连接实现温度变送器、温控开关以及数显功能，所述PLC控制器或DCS系统均设有AI输入端口、DI输入端口，其特征在于：包括恒流源、温度传感器、仪表放大器、A/D转换器、单片机、变送器、控制器、冗余电源模块、按键模块、数显模块，所述恒流源、温度传感器、仪表放大器、A/D转换器、单片机依次连接，所述单片机通过所述变送器与所述AI输入端口连接，所述单片机通过所述控制器与所述DI输入端口连接，所述变送器、控制器均通过所述冗余电源模块与所述单片机连接，所述单片机分别与所述按键模块、数显模块连接。


2.根据权利要求1所述的两线制回路供电数显智能温度控制器和变送器一体化仪表，其特征在于：所述变送器包括电磁隔离芯片、D/A转换器、V/I转换器、第一整流滤波共模电路、第一线性稳压器、变压器驱动电路、隔离变压器、第二线性稳压器，所述单片机依次通过所述电磁隔离芯片、D/A转换器、V/I转换器、第一整流滤波共模电路与所述AI输入端口连接，所述AI输入端口依次通过所述第一整流滤波共模电路、第一线性稳压器、变压器驱动电路、隔离变压器、第二线性稳压器与所述冗余电源模块连接，所述第一线性稳压器分别与所述D/A转换器、V/I转换器连接，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴鹤春，
申请(专利权)人：北京麦普兹微电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11