一种HART仪表的IP适配器及其网络系统技术方案

本实用新型专利技术涉及工业仪表技术领域，尤其涉及一种HART仪表的IP适配器及其网络系统，该方法包括：壳体和置于壳体内的电路板；电路板包括：微处理器、HART通信模块、以太网通信模块；微处理器的一端与以太网通信模块相连，另一端与HART通信模块相连。IP适配器用于将从HART仪表获取的HART报文经协议转换形成转换后的IP报文，再将转换后的IP报文发送至以太网中，或将从以太网中获取的IP报文经协议转换形成转换后的HART报文，再将转换后的HART报文发送至HART仪表。该IP适配器实现了HART仪表便捷地直接接入以太网，仪表与以太网的远程通信，提高仪表接入以太网的效率。仪表接入以太网的效率。仪表接入以太网的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种HART仪表的IP适配器及其网络系统


[0001]本技术涉及工业仪表
，尤其涉及一种HART仪表的IP适配器及其网络系统。

技术介绍

[0002]现有的HART(Highway Addressable Remote Transducer，可寻址远程传感器高速通道)型仪表虽然能与PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)、DSC(Digital signal controller，数字信号控制器)等控制器进行连接，能通过4～20mA传送测量信号和控制信号，并利用HART数字通信技术实现HART仪表的参数配置，但是HART仪表却无法与日趋成熟的工业以太网系统实现互连互通。而且，由于HART数字信号受其物理载波方式的限制，还未实现远距离(大于2km)的通信，也无法直接接入成熟的工业以太网系统，特别是单对以太网络。
[0003]为了解决HART仪表接入工业以太网系统的问题，现有方案是先在HART仪表的网络系统中设置协议转换设备，如网关和协议转换的器件，再通过协议转换设备实现HART仪表接入网络的功能。然而，在HART仪表的网络系统中设置协议转换设备，导致在HART仪表的网络系统中增加了布线和系统分层架构，增加了时间和空间的成本，甚至协议转换还会带来的低效和信息缺失的劣势，引发了HART仪表接入工业以太网效率低的问题。

技术实现思路

[0004]本申请实施例通过提供一种HART仪表的IP适配器及其网络系统，解决了现有技术中HART仪表接入工业以太网效率低的技术问题，实现了现有HART仪表快速、便捷地直接接入工业以太网，HART仪表与以太网系统的远程通信，保证HART仪表传输数据的安全性和快捷性，提高HART仪表接入工业以太网的效率，避免为HART仪表额外扩展网关等设备，降低时间成本和空间成本，并且本实施例的IP适配器具有体积小、安装方便、利用率高等技术效果。
[0005]第一方面，本技术实施例提供一种HART仪表的IP适配器，包括：壳体和置于所述壳体内的电路板；
[0006]所述电路板包括：微处理器、HART通信模块、以太网通信模块；所述微处理器的一端与所述以太网通信模块相连，另一端与所述HART通信模块相连。
[0007]优选的，所述电路板包括以太网接口和HART仪表接口；所述以太网接口设置在所述壳体的一端，所述以太网接口与所述以太网通信模块相连；
[0008]所述HART仪表接口设置在所述壳体的另一端，且所述HART仪表接口与所述HART通信模块相连。
[0009]优选的，所述以太网接口包括单对以太网的接口，所述HART仪表接口包括螺纹式仪表接口。
[0010]优选的，所述电路板包括：电源输入模块和电源输出模块；所述电源输入模块的输
入端连接在所述以太网接口与所述以太网通信模块相连的线路上，所述电源输入模块的输出端与所述电源输出模块的输入端相连，所述电源输入模块还与所述微处理器相连；
[0011]所述电源输出模块的输出端连接在所述HART仪表接口与所述HART通信模块相连的线路上，所述电源输出模块还与所述微处理器相连。
[0012]优选的，所述电源输入模块为支持设定标准的电源模块，其中，设定标准包括IEEE 802.3bt标准和IEEE 802.3bu标准。
[0013]优选的，所述电源输入模块包括第一检测电路，所述第一检测电路包括：模拟开关、放大器、电阻R1、电阻R2和电阻R3；
[0014]所述模拟开关包括PoDL电压输入端、内部电压输入端、输出电压输入端和输出电流输入端，所述输出电流输入端通过所述电阻R3接地，所述模拟开关的输出端连接所述电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端分别连接所述电阻R2的一端和所述放大器的负向输入端，所述电阻R2的另一端连接所述放大器的输出端，所述放大器的正向输入端连接所述模拟开关选择的某个输入端对应的参考电压，所述放大器的输出端连接所述微处理器的模数转换器。
[0015]优选的，所述微处理器包括：以太网通信协议栈和HART通信协议栈，所述HART通信协议栈与所述以太网通信协议栈通信连接，所述HART通信协议栈与所述HART通信模块通信连接，所述以太网通信协议栈与所述以太网通信模块通信连接，其中，所述以太网协议栈包括OPC
‑
UA协议、Modbus
‑
TCP/IP协议、HART
‑
IP协议和ProfiNet协议。
[0016]优选的，所述以太网通信模块的协议栈包括：支持IEEE 802.3标准的SPE物理层和APL物理层。
[0017]基于同一技术构思，第二方面，本技术还提供一种HART仪表的IP适配器的网络系统，包括：如上所述的HART仪表的IP适配器、以太网设备和HART仪表；
[0018]所述IP适配器的一端与所述HART仪表相连，另一端与所述以太网设备相连。
[0019]优选的，所述以太网设备包括网桥设备和客户端；所述网桥设备包括IP交换机和/或路由器；
[0020]所述网桥设备一端与所述IP适配器连接，另一端与所述客户端连接。
[0021]本技术实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0022]在本技术实施例中，本技术实施例的IP适配器的壳体和置于壳体内的电路板。电路板包括：微处理器、HART通信模块、以太网通信模块；微处理器的一端与以太网通信模块相连，另一端与HART通信模块相连。
[0023]通过HART通信模块，获取与IP适配器相连的HART仪表的HART报文，将HART报文传输至微处理器。再通过微处理器，将HART报文经协议转换形成转换后的IP报文，再将转换后的IP报文发送至以太网通信模块。然后，通过以太网通信模块，将转换后的IP报文发送至与以太网通信模块相连的以太网设备。并且，通过以太网通信模块获取以太网设备的IP报文，将IP报文发送至微处理器。再通过微处理器，将IP报文经协议转换形成转换后的HART报文，将转换后的HART报文传输至HART通信模块。通过HART通信模块将转换后的HART报文发送至HART仪表，以完成HART仪表与以太网系统的数据通信。
[0024]通过本技术实施例的IP适配器，将HART仪表直接连入以太网系统中，实现了HART仪表快速、便捷地直接接入工业以太网，HART仪表与以太网系统的远程通信，保证HART
仪表传输数据的安全性和快捷性，提高HART仪表接入工业以太网的效率，降低时间成本和空间成本。并且，本技术实施例的IP适配器具有体积小、利用率高的优点，能直接安装在HART仪表上，进一步体现了降低时间成本和空间成本的优点。
附图说明
[0025]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种HART仪表的IP适配器，其特征在于，包括：壳体和置于所述壳体内的电路板；所述电路板包括：微处理器、HART通信模块、以太网通信模块；所述微处理器的一端与所述以太网通信模块相连，另一端与所述HART通信模块相连，所述微处理器的型号包括STM32芯片、ATSAM4SD32C芯片、Pi RP2040芯片、TM4C1294NCPDT芯片和LPC4330FET芯片中的任意一种；所述电路板包括以太网接口和HART仪表接口；所述以太网接口设置在所述壳体的一端，所述以太网接口与所述以太网通信模块相连；所述HART仪表接口设置在所述壳体的另一端，且所述HART仪表接口与所述HART通信模块相连。2.如权利要求1所述的IP适配器，其特征在于，所述以太网接口包括单对以太网的接口，所述HART仪表接口包括螺纹式仪表接口。3.如权利要求1所述的IP适配器，其特征在于，所述电路板包括：电源输入模块和电源输出模块；所述电源输入模块的输入端连接在所述以太网接口与所述以太网通信模块相连的线路上，所述电源输入模块的输出端与所述电源输出模块的输入端相连，所述电源输入模块还与所述微处理器相连；所述电源输出模块的输出端连接在所述HART仪表接口与所述HART通信模块相连的线路上，所述电源输出模块还与所述微处理器相连。4.如权利要求3所述的IP适配器，其特征在于，所述电源输入模块为支持设定标准的电源模块，其中，设定标准包括IEEE 802.3bt标准和IEEE 802.3bu标准。5.如权利要求3所述的IP适配器，其特征在于，所述电源输入模块包括第一检测电路，所述第一检测电路包括：模拟开关、放大器、电阻R1、电阻R2和电阻R3；所述模拟开关包括Po...

【专利技术属性】
技术研发人员：王骏，
申请(专利权)人：上海渔利电子有限公司，
类型：新型
国别省市：