[实用新型]一种带有HART协议转换的模拟量输出模块和DCS系统

说明书

本实用新型一方面公开了一种带有HART协议转换的模拟量输出模块，涉及模拟量输出领域领域，包括电源模块、控制芯片模块、信号隔离模块、指示灯模块、HART协议模块、多路开关切换模块和输出驱动模块，控制芯片模块经过信号隔离模块分别与输出驱动模块、多路开关切换模块、HART协议模块通信连接；控制芯片模块通过串转并的信号点亮指示灯模块；电源模块对输出电路供电。本实用新型设计的模拟量输出模块实现了无扰动地切换通道上的HART协议；第二方面，本实用新型还公开了带有HART协议转换的模拟量输出模块的DCS系统。

技术领域

本实用新型涉及模拟量输出领域，尤其涉及一种带有HART协议转换的模拟量输出模块。

背景技术

目前，分布式控制系统(Distributed Control Systems,简称DCS)已被广泛应用于电力、石油、化工、钢铁、造纸、水泥、脱硫、除尘、水处理等自动化控制领域中，它是一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，综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。新华DCS系统NetPAC是新华新一代的DCS系统。

HART协议(Highway Addressable Remote Transducer)，可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议，是美国ROSEMOUNT公司于1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。目前HART协议已成为全球智能仪表的工业标准。

现有技术中，DCS系统中的模拟量输出模块仅负责模拟量信号4-20mA信号的输出，并不解包HART协议，而使用专门独立的HART模块作为HART信息的传输。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种带有HART协议转换的模拟量输出模块，使模拟量输出模块可以无扰动的切换通道上的HART协议。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是DCS系统的模拟量输出模块如何无扰动地切换通道上的HART协议，以满足工业现场的需要。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种带有HART协议转换的模拟量输出模块。包括电源模块、控制芯片模块、信号隔离模块、指示灯模块、HART协议模块、多路开关切换模块和输出驱动模块，所述控制芯片模块经过所述信号隔离模块分别与所述输出驱动模块、所述多路开关切换模块、所述HART协议模块通信连接；所述控制芯片模块通过串转并的信号点亮所述指示灯模块；所述电源模块对输出电路供电；所述控制芯片模块用于上位机通讯和信号处理；所述信号隔离模块隔离输出信号和所述控制芯片模块；所述指示灯模块用于信号输出的指示；所述HART协议模块解析和转换HART协议；所述多路开关切换模块用于输出信号的回校和数模转换。

进一步地，所述输出驱动模块输出4-20mA的电流信号。

可选地，所述控制芯片模块通过串口总线经过所述信号隔离模块与所述HART协议模块通讯。

可选地，所述控制芯片模块通过SPI串行总线并经过所述信号隔离模块后将数据传送给所述输出驱动模块。

可选地，所述控制芯片模块通过并行总线经过所述信号隔离模块后控制多路开关切换模块切换不同的通道。

可选地，所述电源模块采用DC/DC电源模块

进一步地，所述DC/DC电源模块把24V电源转换为±15V。

可选地，所述输出驱动模块包括回校、数模转换器(DAC)和电流输出电路。

可选地，所述数模转换器(DAC)为8通道12位转换芯片。

可选地，所述数模转换器(DAC)配置内部参考基准，同时输出8个通道的模拟量信号。