一种I/O类型可编程设置智能变送器制造技术

一种I/O类型可编程设置智能变送器，涉及电力系统设备校验技术领域。包括主控CPU通过SPI总线分别与AD转换芯片以及DA转换芯片连接，RS232编程和调试接口、RS485通讯接口分别与主控CPU连接。输入输出端子具有两个隔离耐压隔离磁栅；输入输出端子，通讯口是互相隔离的，保证了变送器在工业现场应用的安全性。用户通过RS232编程和调试接口对变送器进行自行编程和精度校正，对其固件进行升级。通过RS485通讯接口远端实时获得采样数据，远端调整变送器输入，输出和变送参数以及进行变送精度校正。输入输出端子是可拆卸的，减少了安全隐患。隔离耐压500Vpp，变送精度0.2级；体积小巧薄型。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属电力系统设备校验
，尤其是一种i/o类型可编程设置智能变送器。
技术介绍
在电力系统中大量使用了信号变送装置即变送器来将现场的各种信号变换成适合远传和适合数采设备接收的信号。但在实际使用的过程中发现变送器输入的信号类型有多种线性电阻信号，电压信号，电流信号，热电阻PTlOO等。范围也各不相同，例如电压可 能有1 5V输入的小范围，也有(T300V的较大范围。使用PT100测温的设备也会有不同的温度测量范围。因为数采设备的生产厂家不一样或者应用目的不一样，其能够接收的信号类型和范围也不同，所以要求变送器的输出也多种多样。尤其是数采设备与远方监控软件之间有一定的信号换算关系，而现场信号为了匹配这种换算关系，在信号变送的过程中也需要对现场信号进行一定的换算。总而言之，现场信号的隔离变送情况是多样且复杂的。在使用变送器的过程中需要在变送器制造商提供的一个系列的变送器中挑选出合适的型号，有些复杂变送情况可能需要多级变送才能达到目的，有些非标准变送采用普通变送器甚至是不可能实施的。例如，当一些大型复杂应用中可能会用到不同厂家不同标准的数据采集设备，各级数据采集设备之间可能存在不同的变换关系，这时候需要使用多台传统普通变送器对这些变送进行转换和匹配，现场信号的采集精度必然会下降，而且使用的变送器越多发生故障的可能性就越大。专利技术人针对上述缺陷开发了一种通用，易用，用户可编程设置输入输出，小型的信号采集变送装置。通用性即只需要一个型号的装置即可满足所有的需要；易用性是指在更改变送器的输入输出类型和范围以及变送关系时方便快捷；小型化是为了满足直接替换现场已经在使用的变送器型号，现场往往受到安装空间的限制需要变送器体积小巧，特别是厚度要小；低的成本则适合于大规模的应用。要求该装置同时具有数据采集和变送的功能，它可以采集工业现场的电阻，直流电压，直流电流三种类型的信号，经过真值运算后以一定的格式通过RS485通讯端口发送给后台设备。该变送器也可以将电阻，直流电压，直流电流三种类型的信号变换成后台数采设备所需要的信号类型和范围。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种I/O类型可编程设置智能变送器，使之具有通用、易用、用户可编程设置输入输出，体积小的信号采集变送功能的装置。实现本新型的目的之技术解决方案如下一种I/O类型可编程设置智能变送器，包括主控CPU、开关电源，其特征在于，还包括有输入端子、输出端子，RS232编程和调试接口、RS485通讯接口、AD转换芯片以及DA转换芯片；所述的主控CPU通过SPI总线分别与AD转换芯片以及DA转换芯片连接，AD转换芯片通过引脚AIN2 ( + )、AINl ( + )、AINl (-)与输入端子连接，DA转换芯片通过引脚VOUT、IOUT与输出端子连接；RS232编程和调试接口、RS485通讯接口分别与主控CPU连接。进一步地，所述输入端子、输出端子具有两个隔离耐压500Vp-p的隔离磁栅，输入端子，输出端子，通讯口是互相隔离了的，保证了变送器在工业现场应用的安全性。进一步地，所述输入输出端子是可拆卸的，使接线方便、减少了安全隐患。进一步地，所述RS232编程和调试接口使用户通过该接口利用编程和调试工具软件对变送器进行编程和精度校正，用户也可以通过该接口对变送器固件进行升级。更进一步地，所述RS485通讯接口使用户通过该接口远端实时获得采样数据，远端调整变送器输入，输出和变送参数，以及进行变送精度校正。用户可根据图形化编程软件对输入输出变送关系进行较大范围的编程，由软件自动计算变送参数，用户在编程结束后点击软件设置按钮，软件自动将变送参数下载到变送器。本新型的工作原理是，变送器使用一片16位AD转换芯片对输入信号进行高精度采样，采样获得的数据通过CPU进行变送运算后传送给DA转换芯片转换成电压或者电流信号输出。变送器将采集到的输入信号通过CPU经过真值运算后提供给RS485通讯接口， RS485通讯接口按照一定的通讯协议与后台计算机交换数据。用户可以通过RS485通讯接口远端实时获得采样数据，远端调整变送器输入，输出和变送参数，以及进行变送精度校正。与现有技术比较，本新型的优点及有益效果如下I、本变送器的一个主要特点就是用户可自主编程。用户可以对输入物理量的类型进行编程，可以选择电阻输入，直流电压输入，直流电流输入；还可以编程选择输出的类型和范围。因此本变送器具有较强的通用性。2、输入输出隔离，隔离耐压500VPP。3、高精度，变送精度O. 2级。4、薄型设计使得变送器体积小巧，非常适合紧凑的电力设备安装环境。附图说明图I是本新型的结构框图示意图。图2是本新型的电路结构示意图。图3本新型所述的输入输出电路示意图。图4是本新型一实施例示意图。图5、图6、图7分别是本新型使用实施例示意图。具体实施方式参见图I、图2，图3，本新型包括主控CPU、开关电源、还包括输入输出端子，RS232编程和调试接口、RS485通讯接口、AD转换芯片以及DA转换芯片；所述的主控CPU通过SPI总线分别与AD转换芯片以及DA转换芯片连接，RS232编程和调试接口、RS485通讯接口分别与主控CPU连接。主控CPU选用STC12C5A60S2芯片，CPU通过SPI总线的MOSI, MIS0，SCLK,这三根信号线和AD-CS，AD-/CS，DA-CS这三根片选信号与AD和DA连接在一起。AD-/DRDY, AD-/RESET 是 AD 芯片的控制信号。DA-LATCH，DA-CLEAR，DA-/FAULT 是 DA 的控制信号。AD转换芯片选用一片AD7705，通过引脚AIN2 ( + )、AIN1 ( + )、AIN1 (_)与输入端子连接，DA转换芯片选用一片DA AD5412 ;通过引脚VOUT、IOUT与输出端子连接；RS232编程和调试接口选用SP232芯片构成了编程和调试接口电路，RS485通讯接口电路选用SP485。开关电源使用了一片T0242单片开关电源IC构成。参见图3所知，所述输入输出端子具有两个隔离耐压500Vp-p的隔离磁栅，使其输入端子、输出端子、通讯接口是互相隔离的，保证了变送器在工业现场应用的安全性。输入输出电路包括一片 AD :AD7705，一片 DA :AD5412。ADUM1401, ADUM1201 是隔离磁栅。AD8276,AD8603构成了一个用于测量电阻的5mA激励电流源。而且输入输出端子是可拆卸的，使接线方便、减少了安全隐患。例如，用户安装空间有限，接线困难，该设计使得用户可以将端子拆掉，将线接好后插入变送器，接线方便安全。开关电源的连接开关电源输出三组电压一组+5V提供给AD，一组+5V给CPU和通讯接口，+15V和-15V是给DA供电的。 本变送器具有一个RS232编程和调试接口。用户通过该接口利用编程和调试工具软件可以对变送器进行编程和精度校正，用户也可以通过该接口对变送器固件进行升级。参见图4可知，RS232编程和调试接口的设计在此是非常重要的。能使用户通过该接口利用编程和调试工具软件对变送器进行编程和精度校正，用户也可以通过该接口对变送器固件进行现场升级。例如，当变送器用于数据采集时，如果变送器与后台数据收集计算之间的通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种I/O类型可编程设置智能变送器，包括主控CPU、开关电源、其特征在于，还包括有输入端子、输出端子，RS232编程和调试接口、RS485通讯接口、AD转换芯片以及DA转换芯片；所述的主控CPU通过SPI总线分别与AD转换芯片以及DA转换芯片连接，AD转换芯片通过引脚AIN2（+）、AIN1（+）、AIN1（？）与输入端子连接，DA转换芯片通过引脚VOUT、IOUT与输出端子连接；RS232编程和调试接口、RS485通讯接口分别与主控CPU连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘翔宇，严勇，张华强，刘玉龙，刘彦琴，
申请(专利权)人：成都电业局，
类型：实用新型
国别省市：