[发明专利]一种基于Hart通信技术的发电机电量变送器

说明书

本发明属于电量变送器领域，涉及一种基于Hart通信技术的发电机电量变送器，其中，数字采样单元用于测量数据，电能脉冲输出单元与数字采样单元连接，该电能脉冲输出单元用于对数字采样单元的输出电能脉冲信号进行放大整形和光电隔离输出，FSK调制解调单元与主控单元连接，该FSK调制解调单元用于收发Hart协议的数据，电流环单元与主控单元、FSK调制解调单元连接，该电流环单元用于输出4‑20mA电流，数字通信单元与主控单元连接，该数字通信单元用于收发RS485电气协议的数据，显示单元与主控单元连接。本发明可以解决不能实现双向数字通讯和成本高的问题。

技术领域

本发明涉及电量变送器领域，特别是涉及一种基于Hart通信技术的发电机电量变送器。

背景技术

电量变送器是一种将被测电量参数(如电流、电压、功率、频率、功率因数等信号)转换成直流电流、直流电压并隔离输出模拟信号的设备，广泛应用于各大发电厂。目前对于发电机电气量监测用变送器功能往往单一化，比如有功功率变送器只能输出有功功率与之对应的变化输出，而随着电子技术的不断发展，数字式测量技术的广泛应用，诞生于上世纪的模拟式电量变送器也不断被淘汰。采用数字测量技术的电量变送器往往也可以计算出其它的一些电气量参数，比如有功功率变送器可以计算出电流、电压、频率及无功功率等电气量参数。

目前电量变送器的输出只能输出与之对应的功能，如果需要其它电气量只能额外再配一只该功能的电量变送器，这就造成了不同电量变送器之间存在重复性的测量，导致资源浪费，线路复杂，维护成本高；对于数字通信技术的兴起，市场上也有支持RS485通信的电量变送器，但要架构一条所有电量变送器的通信链路，增加成本；我国的大中型发电厂(尤其是燃煤电厂)大都建立在改革开放后的30年内，如今都面临着技术升级改造，一味地对原有电量变送器进行更换将会是一笔可观的费用；同时，对于如今发电厂智能化程度的越来越高，需要监测的电气量参数也越来越多，原有的4-20mA线路数量肯定不能满足需求；另外，通过增加一条RS485通信线路可以达到上述目的，但改造困难、工期长。

发明内容

本申请实施例的目的在于提出一种基于Hart通信技术的发电机电量变送器及推荐装置，以解决不能实现双向数字通讯和成本高的问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种基于Hart通信技术的发电机电量变送器，采用了如下所述的技术方案：

一种基于Hart通信技术的发电机电量变送器，包括数字采样单元、电能脉冲输出单元、主控单元、FSK调制解调单元、电流环单元、数字通信单元、显示单元和电源单元；所述数字采样单元用于测量数据，所述电能脉冲输出单元与数字采样单元连接，该电能脉冲输出单元用于对数字采样单元的输出电能脉冲信号进行放大整形和光电隔离输出，所述FSK调制解调单元与主控单元连接，该FSK调制解调单元用于收发Hart协议的数据，所述电流环单元与主控单元、FSK调制解调单元连接，该电流环单元用于输出4-20mA电流，所述数字通信单元与主控单元连接，该数字通信单元用于收发RS485电气协议的数据，所述显示单元与主控单元连接。

进一步地，所述控制单元包括STM32单片机和存储器，所述STM32单片机的5脚、6脚连接有退耦电容，所述STM32单片机的IO口模拟出单总线协议用于驱动所述电流环单元输出4-20mA电流。

进一步地，所述数字采样单元包括三相计量芯片，以及与三相计量芯片连接的电流互感器和电压互感器，所述三相计量芯片与主控单元连接，所述三相计量芯片还与电能脉冲输出单元连接。

进一步地，所述FSK调制解调单元包括HART调制解调器芯片、隔离电源模块以及数字信号隔离器，所述HART调制解调器芯片通过数字信号隔离器与主控单元连接，所述HART调制解调器芯片还与电流环单元连接，所述HART调制解调器芯片与工作电源之间连接隔离电源模块。