一种FF现场总线本质安全隔离栅及信号双向传输方法技术

本发明专利技术提出了一种FF现场总线本质安全隔离栅，包括光耦隔离模块，以及与光耦隔离模块分别耦接的位于非本安侧的第一模块和位于本安侧的第二模块，第一模块和第二模块均包括滤波整形单元和调制单元；滤波整形单元用于将FF信号转换为数字信号；调制单元用于将数字信号转换为电流调制至本安侧或非本安侧FF总线上；光耦隔离模块包括光耦单元和控制单元，控制单元用于基于信号流向控制光耦隔离模块的导通和关断；还提出了一种基于FF现场总线本质安全隔离栅的信号双向传输方法；利用光耦实现FF信号的隔离传输，通过控制单元修正FF信号并控制信号流向，具有价格低、电路简单，无器件本身寄生参数的影响，性能优良的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种FF现场总线本质安全隔离栅及信号双向传输方法
本专利技术涉及工业自动化的现场总线领域，尤其是一种FF现场总线本质安全隔离栅及基于FF现场总线本质安全隔离栅的信号双向传输方法。
技术介绍
FF安全栅作为本质安全系统中安全区和危险区之间的限能接口，既要保证控制室传递给现场仪表的能量，在仪表正常工作和规定故障条件下产生的电火花或热效应均不能点燃现场环境中的爆炸性混合物，同时还要保证正常的FF信号传输。因此，现场总线本质安全隔离栅采用电源隔离和信号隔离的方案来满足实际应用的需求。目前，国外FF总线本质安全隔离栅信号隔离传输方案采用变压器隔离方案，变压器实现信号隔离的优点是电路元件少，体积小，仅通过变压器耦合安全区和危险区的FF信号；但是基于变压器实现FF信号隔离传输对于变压器的工艺和设计要求较高，不仅要满足具体设计方案下的防爆间距要求，还对变压器绕线工艺、变压器材料以及胶封处理有着特殊的要求。除此之外，变压器的寄生电感和电容对防爆间距敏感，过大的寄生电感会导致FF信号振荡失真，并且容易和电路中电容发生谐振。因此，实际选取变压器作为FF信号传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种FF现场总线本质安全隔离栅，其特征在于，/n至少包括光耦隔离模块，以及与光耦隔离模块分别耦接的位于非本安侧的第一模块和位于本安侧的第二模块，所述第一模块和第二模块均包括滤波整形单元和调制单元；/n所述第一/第二模块的滤波整形单元的输入端输入本安侧/非本安侧FF总线上的FF信号，用于将FF信号转换为数字信号输出至光耦隔离模块；/n所述第一/第二模块的调制单元的输入端输入光耦隔离模块输出的数字信号并将其转换为电流调制至本安侧/非本安侧FF总线上；/n所述光耦隔离模块包括光耦单元和控制单元，所述控制单元用于基于信号流向控制光耦单元的导通和关断。/n

【技术特征摘要】
1.一种FF现场总线本质安全隔离栅，其特征在于，
至少包括光耦隔离模块，以及与光耦隔离模块分别耦接的位于非本安侧的第一模块和位于本安侧的第二模块，所述第一模块和第二模块均包括滤波整形单元和调制单元；
所述第一/第二模块的滤波整形单元的输入端输入本安侧/非本安侧FF总线上的FF信号，用于将FF信号转换为数字信号输出至光耦隔离模块；
所述第一/第二模块的调制单元的输入端输入光耦隔离模块输出的数字信号并将其转换为电流调制至本安侧/非本安侧FF总线上；
所述光耦隔离模块包括光耦单元和控制单元，所述控制单元用于基于信号流向控制光耦单元的导通和关断。


2.根据权利要求2所述的本质安全隔离栅，其特征在于，所述控制单元耦接于光耦单元和第二模块之间，还用于修正输入控制单元的数字信号。


3.根据权利要求2所述的本质安全隔离栅，其特征在于，所述光耦单元至少包括第一光耦和第二光耦，
所述第一光耦的输入端耦接第一模块的滤波整形单元输出端，输出端耦接控制单元的第一输入端；
所述第二光耦的输入端耦接控制单元的第二输出端，输出端耦接第一模块的调制单元的输入端。


4.根据权利要求3所述的本质安全隔离栅，其特征在于，所述第一光耦和第二光耦为高速光耦，所述高速光耦的导通和关断时间小于FF信号上升沿或者下降沿时间。


5.根据权利要求1-4任一所述的本质安全隔离栅，其特征在于，所述滤波整形单元包括用于对FF总线输入的FF信号滤波的滤波电路和将FF信号转换为数字脉宽信号的整形电路。


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【专利技术属性】
技术研发人员：张晓刚，王文辉，陈麒米，戴晨阳，陈军伟，
申请(专利权)人：浙江中控技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33