基于电流环和曼彻斯特通信的现场总线仪表的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及仪表仪器技术领域，特别是涉及一种包括曼彻斯特编码和电流环功能的现场总线仪表。
【背景技术】
[0002]工业控制从早期的就地控制、集中控制，已经发展到现在的集散控制(DCS)，4-20mA信号是DCS系统及现场设备相互连接的最本质特点。随着数字化和网络化的发展，传统的模拟信号只能提供原始的测量和控制信息，而智能变送器在4-20mA信号之上附加信息的能力受通信速率的制约，因此，对整个过程控制系统的机制进行数字化和网络化，应是其发展的必然趋势。
[0003]现场总线在智能现场设备、自动化系统之间提供了一个全数字化的、双向的、多节点的通信链接，促使现场设备数字化和网络化，并使现场控制功能更加强大。然而，现有的现场总线仪表在环境恶劣或电磁干扰严重的情况下，例如，鼓风机运行、电动机运行和变频器噪声等，严重影响总线信号传输的可靠性，究其原因在于:干扰严重影响总线数据的波形，导致波形发生畸变，以致不能准确的接收数据，导致误码率大大提高。
【实用新型内容】
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种基于电流环和曼彻斯特电流通信的现场总线仪表，用于解决现有技术中现场总线仪表在环境恶劣或电磁干扰严重的情况下，发生电磁干扰，影响总线数据传输误码率高的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种基于电流环和曼彻斯特电流通信的现场总线仪表，连接电流生成电路的总线电源正极、总线电源负极以及连接所述电流生成电路输入端的控制器，所述电流生成电路用于根据该控制器传输的电流信号产生响应，其中，所述控制器的一个输出端通过数模转换器连接所述电流生成电路输入端，用于控制4?20mA电流环电流信号的启停；所述控制器的另一个输出端连接所述电流生成电路输入端，用于控制曼彻斯特电流信号的启停。
[0006]作为上述方案的第一优选方案，还包括曼彻斯特电路，所述曼彻斯特电路的输入端连接所述控制器的输出端，所述曼彻斯特电路的输出端连接所述电流生成电路的输入端。
[0007]作为上述方案的第一优选方案，所述曼彻斯特电路包括控制开关、第一运算放大器、第一电阻至第五电阻和第一电容；
[0008]所述控制开关的使能端连接所述控制器的输出端，所述控制开关的第一输出端通过所述第一电阻连接所述第一运算放大器的负向输入端，所述控制开关的第二输出端连接所述第一运算放大器的正向输入端，且所述第四电阻和所述第五电阻串联分压连接所述第一运算放大器的正向输入端；
[0009]所述第一电容和所述第二电阻并联在所述第一运算放大器的负向输入端和输出端之间，第一运算放大器的输出端通过第三电阻连接所述电流生成电路的输入端。
[0010]作为上述方案的第一优选方案，还包括电流环电路，所述电流环电路的输入端连接所述控制器的输出端，所述电流环电路的输出端连接所述电流生成电路的输入端。
[0011]作为上述方案的第一优选方案，所述电流环电路包括数模转换器、电压基准芯片、第二运算放大器、第九电阻、第十电阻、第三电容和第四电容；
[0012]所述数模转换器的输入控制端连接所述控制器的输出端，所述数模转换器的基准端分别通过第三电容、第四电容依次连接所述电压基准芯片的输入端和输出端，所述电压基准芯片的接地端接地；
[0013]所述数模转换器的输出端通过所述第十电阻连接所述第二运算放大器的正向输入端，所述第二运算放大器的负向输入端连接其输出端，所述第二运算放大器的输出端通过第九电阻连接所述电流环电路的输入端。
[0014]作为上述方案的第一优选方案，所述电流生成电路包括稳压子电路、控制子电路和解码子电路，所述控制子电路的输入端分别连接曼彻斯特电路的输入端和电流环电路的输入端，所述稳压子电路为所述解码子电路提供稳定电压。
[0015]作为上述方案的第一优选方案，所述控制子电路包括第三运算放大器、三极管、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第十一电阻和第二电容；所述第三运算放大器的正向输入端通过所述第八电阻连接其正向使能端，所述第三运算放大器的正向使能端连接3.3V电压，所述第六电阻一端连接所述第三运算放大器的正向输入端，所述第三运算放大器的正向输入端分别连接所述曼彻斯特电路和所述电流环电路的输入端；所述第二电容连接在所述第三运算放大器的负向输入端与其输出端之间，所述第三运算放大器的负向输入端通过第十一电阻接地；所述第三运算放大器的输出端通过第七电阻连接所述三极管的基极。
[0016]作为上述方案的第一优选方案，所述三极管的集电极连接第一二极管的正极，所述第一二极管的负极连接总线电源负极。
[0017]作为上述方案的第一优选方案，所述解码子电路包括第十五电阻、第二二极管、第三二极管、第五电容和电解电容，所述第十五电阻的一端和所述控制子电路中三极管的发射极均接地，所述第十五电阻的另一端连接第六电阻的另一端，所述六电阻的另一端并联所述第五电容和所述电解电容，且所述电解电容的负极接地，所述第二二极管的负极和第三二极管的负极均接地，所述第二二极管的正极和第三二极管的正极均连接所述第六电阻的另一端。
[0018]作为上述方案的第一优选方案，所述稳压子电路包括型号为TL451集成芯片，第十二电阻至第十四电阻、第四二极管和第五二极管，所述集成芯片的正向输入端与其输出端之间连接有第十二电阻和第十三电阻，且所述第十二电阻和所述第十三电阻的之间连接
3.6V电压，所述集成芯片的负向输入端与其输出端之间连接有第十四电阻，且所述十四电阻远离所述集成芯片输出端的一端接地，所述第四二极管的负极、所述第五二极管的负极和所述电解电容的正极均连接3.6V电压，所述第四二极管的正极极和所述第五二极管的正极均连接总线电源负极。
[0019]如上所述，本实用新型的基于电流环和曼彻斯特电流通信的现场总线仪表，具有以下有益效果:
[0020]本实用新型中的现场总线仪表不仅支持4?20mA电流环电流通信，还支持曼彻斯特编码通信，可以相互切换使用，传输总线数据通信的方式，提高了其数据传输的准确性和抗干扰能力。
【附图说明】
[0021]图1显示为本实用新型实施例中的一种基于电流环和曼彻斯特电流通信的现场总线仪表结构图；
[0022]图2显示为本实用新型实施例中的一种基于电流环和曼彻斯特电流通信的现场总线仪表的电路图。
[0023]元件标号说明:
[0024]1、控制器，2、数模转换器，3、电流生成电路，4、曼彻斯特电路，5、电流环电路。
【具体实施方式】
[0025]以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
[0026]请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本