一种用于DCS系统的多通道隔离HART通讯电路技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于DCS系统的多通道隔离HART通讯电路，包括DCS系统模块、总线隔离模块、主控模块、多通道隔离模块、至少一个通道输入输出单元，DCS系统模块、总线隔离模块、主控模块、与多通道隔离模块的一端依次连接，多通道隔离模块的另一端分别与至少一个通道输入输出单元连接，DCS系统模块输出的数字信号经过总线隔离模块、主控模块、多通道隔离模块后传输到一个通道输入输出单元，所述通道输入输出单元将其参数叠加到所述数字信号上传输给DCS系统模块，或通道输入输出单元将其参数传输给DCS系统模块。实现了HART通讯与DCS系统模块的充分隔离，避免两个不同模块的直接通信，提高HART通信识别准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于DCS系统的多通道隔离HART通讯电路
本技术涉及工程控制
，尤其是涉及一种用于DCS系统的多通道隔离HART通讯电路。
技术介绍
HART(HighwayAddressableRemoteTransducer)是可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议，是美国ROSEMOUNT公司于1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。该协议在工业过程自动化控制领域应用广泛。通过HART协议可方便、快捷得对现场智能设备仪表进行管理。DCS（DistributedControlSystem）分布式控制系统是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统。目前，DCS系统与HART之间的通信有如下方式：1、HART通过多路切换隔离电路，直接与HART通信切换隔离电路连接，再通过调制解调电路后与主控单元连接，这种连接方式，存在如下问题：不同应用领域的通信总线不隔离、HART信号输入输出没有做处理、没有详细的设计方案。2、多路开关一边经过隔离总线连接到CPLD，同时连接HART协议处理芯片，HART协议处理芯片通过隔离总线再连接到微处理器，微处理器与CPLD连接。这种连接方式，存在如下问题：HART通信链路通道间不隔离、HART信号输入输出没有做处理、没有详细的设计方案。这些问题会使通道间相互干扰较多，HART通信识别准确率降低。因此，设计一种能够充分实现通道间的相互隔离，提高HART通信识别准确率的电路，是目前亟待解决的问题。>
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于DCS系统的多通道隔离HART通讯电路，通过在主控模块与DCS系统模块之间设置总线隔离模块，在HART设备与主控模块之间设置多通道隔离模块，实现了多通道通信的相互隔离，再通过设置输入信号处理单元与输出信号处理单元，增加了输入信号与输出信号的处理，实现输入与输出通道的相互分离，提高HART通信识别准确率。本技术的上述技术目的通过以下技术方案得以实现：一种用于DCS系统的多通道隔离HART通讯电路，包括DCS系统模块、总线隔离模块、主控模块、多通道隔离模块、至少一个通道输入输出单元，DCS系统模块、总线隔离模块、主控模块、与多通道隔离模块的一端依次连接，多通道隔离模块的另一端分别与至少一个通道输入输出单元连接，DCS系统模块输出的数字信号经过总线隔离模块、主控模块、多通道隔离模块后传输到一个通道输入输出单元，所述通道输入输出单元将其参数叠加到所述数字信号上传输给DCS系统模块，或通道输入输出单元将其参数传输给DCS系统模块。本申请进一步设置为：主控模块包括微控制单元、调制解调器、输出信号处理单元、输入信号处理单元、信号输入输出切换单元、外围电路，微控制单元分别与调制解调器的一端、外围电路、信号输入输出切换单元的控制端、多通道隔离模块的控制端连接；调制解调器的另二端分别与输出信号处理单元的一端、输入信号处理单元的一端连接，输出信号处理单元的另一端、输入信号处理单元的另一端分别与信号输入输出切换单元的第二端连接，信号输入输出切换单元的第三端与多通道隔离模块的一端连接；微控制单元将总线隔离模块传输过来的数据发送给调制解调器；调制解调器对数据进行调制、处理后经过输出信号处理单元、信号输入输出切换单元、多通道隔离模块后传输给其中一个通道输入输出单元，所述通道输入输出单元回复数据经过多通道隔离模块、信号输入输出切换单元、输入信号处理单元后传输给调制解调器，调制解调器将回复数据进行解调后传输给微控制单元。本申请进一步设置为：微控制单元包括MCU；调制解调器包括调制解调芯片。本申请进一步设置为：输入信号处理单元包括第一放大电路，其输入端连接信号输入输出切换单元，其输出端连接调制解调器；通道输入输出单元的输入经过信号输入输出切换单元后，经过第一放大电路传输给调制解调器。本申请进一步设置为：输出信号处理单元包括第二放大电路，其输出端连接信号输入输出切换单元，其输入端连接调制解调器；经过调制解调器解调后的信号经过第二放大电路放大后，经过信号输入输出切换单元传输到通道输入输出单元。本申请进一步设置为：总线隔离模块包括磁隔离器芯片，其一端与DCS系统模块连接，实现与DCS系统的双向通信；另一端与主控模块连接，实现与主控模块的双向通信；隔离了DCS系统模块与主控模块的相互干扰。本申请进一步设置为：包括电源隔离电路，电源隔离电路包括电源隔离芯片，用于隔离电源对多通道隔离HART通讯电路的干扰。本申请进一步设置为：多通道隔离模块包括N组通道隔离模块，每组通道隔离模块包括二个通道隔离子模块，每个通道隔离子模块包括一个光电继电器PhotoMOS。本申请进一步设置为：多通道隔离模块包括16组通道隔离模块。与现有技术相比，本技术的有益技术效果为：1.本申请通过在主控模块的两个输入输出端分别设置隔离电路，实现了HART通讯与DCS系统模块的充分隔离，避免两个不同模块的直接通信；2.进一步地，本申请设置输出信号处理单元、输入信号处理单元，让输入信号与输出信号经过不同的处理路径，实现了通道之间的相同独立，提高HART通信识别准确率。附图说明图1是本技术的一个具体实施例的通讯电路结构示意图；图2是本技术的一个具体实施例的主控模块结构示意图；图3是本技术的一个具体实施例的微控制单元结构示意图；图4是本技术的一个具体实施例的隔离电路结构示意图；图5是本技术的一个具体实施例的电源隔离电路结构示意图；图6是本技术的一个具体实施例的调制解调器电路结构示意图；图7是本技术的一个具体实施例的一个通道切换单元电路结构示意图；图8是本技术的一个具体实施例的输入信号处理单元电路结构示意图；图9是本技术的一个具体实施例的输出信号处理单元电路结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细说明。本技术的一种用于DCS系统的多通道隔离HART通讯电路，如图1所示，包括DCS系统模块、总线隔离模块、主控模块、多通道隔离模块、通道输入输出单元1～N，DCS系统模块、总线隔离模块、主控模块、与多通道隔离模块的一端依次连接，多通道隔离模块的另一端分别与通道输入输出单元1～N连接，DCS系统模块输出的数字信号经过总线隔离模块、主控模块、多通道隔离模块后传输到一个通道输入输出单元，所述通道输入输出单元将其参数叠加到所述数字信号上回复给DCS系统模块，或通道输入输出单元将其参数直接传输给DCS系统模块。如图2所示，主控模块包括微控制单元、调制解调器、输出信号处理单元、输入信号处理单元、信号输入输出切换单元、外围电路，微控制单元分别与调制解调器的一端、外围电路、信号输入输出切换单元的控制端、多通道隔离模块的控制端连接；调制解调器的另二端分别与输出信号处理单元的一端、输入信号处理单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于DCS系统的多通道隔离HART通讯电路，其特征在于：包括DCS系统模块、总线隔离模块、主控模块、多通道隔离模块、至少一个通道输入输出单元，DCS系统模块、总线隔离模块、主控模块、与多通道隔离模块的一端依次连接，多通道隔离模块的另一端分别与至少一个通道输入输出单元连接，DCS系统模块输出的数字信号经过总线隔离模块、主控模块、多通道隔离模块后传输到一个通道输入输出单元，所述通道输入输出单元将其参数叠加到所述数字信号上传输给DCS系统模块，或通道输入输出单元将其参数传输给DCS系统模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于DCS系统的多通道隔离HART通讯电路，其特征在于：包括DCS系统模块、总线隔离模块、主控模块、多通道隔离模块、至少一个通道输入输出单元，DCS系统模块、总线隔离模块、主控模块、与多通道隔离模块的一端依次连接，多通道隔离模块的另一端分别与至少一个通道输入输出单元连接，DCS系统模块输出的数字信号经过总线隔离模块、主控模块、多通道隔离模块后传输到一个通道输入输出单元，所述通道输入输出单元将其参数叠加到所述数字信号上传输给DCS系统模块，或通道输入输出单元将其参数传输给DCS系统模块。


2.根据权利要求1所述用于DCS系统的多通道隔离HART通讯电路，其特征在于：主控模块包括微控制单元、调制解调器、输出信号处理单元、输入信号处理单元、信号输入输出切换单元、外围电路，微控制单元分别与调制解调器的一端、外围电路、信号输入输出切换单元的控制端、多通道隔离模块的控制端连接；调制解调器的另二端分别与输出信号处理单元的一端、输入信号处理单元的一端连接，输出信号处理单元的另一端、输入信号处理单元的另一端分别与信号输入输出切换单元的第二端连接，信号输入输出切换单元的第三端与多通道隔离模块的一端连接；微控制单元将总线隔离模块传输过来的数据发送给调制解调器；调制解调器对数据进行调制、处理后经过输出信号处理单元、信号输入输出切换单元、多通道隔离模块后传输给其中一个通道输入输出单元，所述通道输入输出单元回复数据经过多通道隔离模块、信号输入输出切换单元、输入信号处理单元后传输给调制解调器，调制解调器将回复数据进行解调后传输给微控制单元。


3.根据权利要求2所述用于DCS系统的多通道隔离HART通讯电路，其特征在于：微...

【专利技术属性】
技术研发人员：金伟锋，俞柏峰，陈助福，施忠民，
申请(专利权)人：浙江正泰中自控制工程有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33