实现分布式控制系统与智能设备互连的输出接口装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了实现分布式控制系统与智能设备互连的输出接口装置，包括控制模块、隔离模块以及多路输出通道，每一输出通道除了包括AO通道的AO信号处理模块外，还包括HART通道的HART发送整形模块和输出耦合电容；其中，控制模块中相应通道的HART信号输出端通过隔离模块与相应的HART发送整形模块的输入端连接，该HART发送整形模块的输出端连接相应的输出耦合电容的一端，该输出耦合电容的另一端连接AO信号处理模块中数模转换模块相应通道的输出端。本实用新型专利技术大大简化了信号传输方式并提高了可靠性，且通过冗余设计进一步提高了接口的可靠度。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及分布式控制系统(DCS, Distributed Control System)的数据交换技术，尤其涉及实现分布式控制系统与智能设备互连的输出接口装置。技术背景分布式控制系统是ー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，它综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)技术(即4C技木)，基本思想是实现对系统的分散控制、集中操作、分级管理、灵活配置以及方便组态。DCS具有数据获取、直接数字控制、人机交互以及监控和管理等功能。自从分布式控制系统问世以来已经在各个行业的エ业控制领域得到了广泛的应用，尤以系统本身的高可靠性、方便的组态软件、丰富的控制算法以及开放的联网能力等渐成为过程エ业自动控制的主流系统。随着现代计算机和通讯网络技术的高速发展，DCS正向着多元化、网络化、开放化以及集成管理的方向发展。因此，对其提出了更高的要求必须能够将DCS与智能设备以及不同的DCS设备进行互连，来实现系统之间的数据交換。可寻■址远程传感器高速通道(HART,Highway Addressable Remote Transducer)现场总线协议是エ业控制领域广泛认可的通讯标准，它兼容现有的4 20mAエ业设备及电缆，同时还增加了设备间的数字通讯的能力。目前，还没有采用HART现场总线协议应用于实现分布式控制系统与智能设备互连的多通道接口装置，且现有的接口装置还普遍存在着可靠性和速度性能问题。因此，需要提供一种实现分布式控制系统与智能设备互连的输出接口装置来解决上述问题。专利技术内容本技术所要解决的技术问题是提供一种实现分布式控制系统与智能设备的输出接口装置，能够通过采用HART现场总线协议提高接ロ互连的性能。为了解决上述技术问题，本技术提供了一种实现分布式控制系统与智能设备互连的输出接口装置，包括控制模块、隔离模块以及多路输出通道，每ー输出通道除了包括模拟输出通道的模拟输出信号处理模块外，还包括可寻址远程传感器高速通道的HART发送整形模块和输出耦合电容，其中控制模块中相应通道的可寻址远程传感器高速通道信号输出端通过隔离模块与相应的HART发送整形模块的输入端连接，该HART发送整形模块的输出端连接相应的输出耦合电容的一端，该输出耦合电容的另一端连接模拟输出信号处理模块中数模转换模块相应通道的输出端。进ー步地，模拟输出信号处理模块除了包括数模转换模块外，还包括相应通道的压/流变换器，其中控制模块相应通道的电流数据输出端通过所述隔离模块与数模转换模块相应的转换通道输入端连接，该转换通道输出端连接相应的压/流变换器的输入端，该压/流变换器的电流输出端作为相应模拟输出通道的电流输出端。进ー步地，每ー输出通道还包括可寻址远程传感器高速通道的输入耦合电容和HART接收整形模块，其中相应模拟输出通道的输出端与相应的输入I禹合电容的一端连接，该输入I禹合电容的另一端连接相应的HART接收整形模块的输入端，该HART接收整形模块的输出端通过隔离模块连接控制模块相应通道的可寻址远程传感器高速通道信号输入端。进一步地，多个可寻址远程传感器高速通道的HART发送整形模块、输出耦合电容、所述HART 接收整形模块、输入耦合电容、多个模拟输出通道的模拟输出信号处理模块均安装在子卡上，隔离模块和控制模块均安装在主卡上；在模拟输出信号冗余底座上将多路的每一路输出信号并行连接在两套插槽相应位置上，每ー套插槽安装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、所述子卡相互通过信号的插针连在一起，并通过ー个外壳罩住。进ー步地，每ー输出通道还包括安装在子卡上的反馈信号采集模块和安装在底座上的信号选通模块；其中，反馈信号采集模块包括输入电阻、滤波器以及模数转换模块，其中输入电阻的两端分别连接相应输出通道的第一输出端和第二输入端，该输入电阻的两端同时连接相应滤波器的输入端，该滤波器的输出端连接模数转换模块的输入端，该模数转换模块的输出端通过隔离模块中相应的光电隔离器连接控制模块的反馈信号输入端;控制模块冗余切换控制信号输出端通过隔离模块中相应的光电隔离器连接信号选通模块相应通道开关的控制输入端，相应通道开关的选通节点分别串接底座上两个子卡 上各自相应通道的压/流变换器的ー个电流输出端。进ー步地，控制模块包括高级数据链路控制単元、HART协议处理单元、AO信号输出控制单元、井串转换单元、UART发送单元、信号调制单元，其中两个RS-485的输出端分别连接高级数据链路控制単元的第一输入端、第二输入端，该高级数据链路控制单元的第一输出端连接HART协议处理单元的第一输入端，该HART协议处理单元的第一输出端连接并串转换单元的输入端，该并串转换单元的输出端连接UART发送单元的输入端，该UART发送单元的输出端连接信号调制单元的输入端，该信号调制単元的输出端通过所述隔离模块中相应的光电隔离器连接所述HART发送整形模块的输入端;高级数据链路控制单元的第二输出端连接AO信号输出控制单元的输入端，该AO信号输出控制単元的输出端通过隔离模块中相应的光电隔离器连接数模转换模块相应的转换通道输入端。进ー步地，控制模块还包括依次连接的信号解调单元、UART接收单元以及串并转换单元，其中HART接收整形模块的输出端通过隔离模块中相应的光电隔离器连接信号解调单元的输入端，该信号解调单元的输出端连接UART接收单元的输入端，该UART接收单元的输出端连接串并转换单元的输入端，该串并转换单元的输出端连接HART协议处理单元的第ニ输入端，该HART协议处理单元的第二输出端连接所述高级数据链路控制单元的第二输入端；该高级数据链路控制单元的第二输出端分别连接到两个RS-485的输入端。进ー步地，信号选通模块包括多个通道各自的信号选通继电器；控制模块还包括Al数据采集处理单元、冗余通道切换处理单元以及冗余切换控制単元；底座上还安装含有多个通道各自的信号选通继电器的信号选通模块，其中模数转换模块的输出端通过相应的光电隔离器连接Al数据采集处理单元的输入端;该Al数据采集处理单元的输出端连接高级数据链路控制単元的第三输入端，该高级数据链路控制単元的第三输出端连接冗余通道切換处理单元的输入端，该冗余通道切换处理単元的第一输出端连接AO信号输出控制単元的输入端，该冗余通道切換处理单元 的第二输出端通过HART协议处理单元连接并串转换单元的输入端，该并串转换单元的输出端连接相应通道的冗余切换控制単元的输入端，该冗余切换控制単元的输出端通过隔离模块中相应的光电隔离器连接相应通道的信号选通继电器的控制输入端；信号选通继电器的单刀双掷开关的选通节点分别串接所述底座上两个子卡上相应的压/流变换器的ー个输出端上。进ー步地，控制模块采用现场可编程门阵列组件实现所述信号解调单元、UART接收单元以及UART发送单元、信号调制单元以及冗余切换控制単元；采用微控制器实现Al数据采集处理単元、HART协议处理单元、高级数据链路控制単元、冗余通道切换处理单元以及AO信号输出控制单元。本技术提供的实现分布式控制系统与智能设备互连的输出接口装置，由于将HART现场总线协议运本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏明，潘钢，田雨聪，丁娟，张立然，吕大军，吕品，彭琪，李杰，李文，
申请(专利权)人：北京国电智深控制技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：