一种智能识别变送器类型的信号接口模块装置的制作方法

1.本发明涉及一种智能识别变送器类型技术，尤其是涉及一种智能识别变送器类型的信号接口模块装置。


背景技术：

2.二线制或4-20ma(直流)变送器两者存在相同之处，均采用两根线缆与后端信号采集设备连接且在连接的环路内有4-20ma电流信号。导致部分现场技术人员认为采用两根线缆连接方式的变送器就是二线制变送器；信号环路上有4-20ma电流信号就是4-20ma(直流)。
3.在选择后端采集设备时，经常出现二线制变送器选择了4-20ma(直流)接口的后端信号采集设备，或4-20ma(直流)变送器选择了二线制接口的后端信号采集设备，导致信号采集失败，设置损坏前端传感器设备，给生产和使用双方带来不必要的损失。
4.如图1所示，输入是直流信号时，连接端子1-2；两线制变送器信号时，连接端子3-4。


技术实现要素：

5.本发明设计了一种智能识别变送器类型的信号接口模块装置，其解决的技术问题是现有二线制或4-20ma(直流)变送器不能智能识别信号种类，从而导致信号采集失败，设置损坏前端传感器设备。
6.为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：一种智能识别变送器类型的信号接口模块装置，其特征在于：4-20ma直流接口的后端信号采集设备或二线制接口的后端信号采集设备与变送器输入端连接；变送器中的信号识别电路（21）由两个信号通道组成，由单片机控制反馈部分并定时循环切换，两个信号通道分为二线制信道和4-20ma直流信道；被信号识别电路（21）识别后的信号再经过滤波放大电路处理后，单片机采集到该信号，反馈一个信号将信道锁定在当前信道，进行适配；适配完成后，单片机对该信号进行幅度检测，数字化处理后，经光耦隔离，后端调制解调电路后，输出对应的信号。
7.优选地，单片机对该信号进行幅度检测时，当信号幅度高于或低于某个设定限值时，输出报警信号。
8.优选地，所述信号识别电路（21）通过单片机中的cpu控制电路（23）控制电路的使能切换，确定信号类别；电流采集及转换电路（22），将模拟量电流数字化后，传递到cpu控制电路（23）；cpu控制电路（23）负责信号识别电路（21）中信号的判断，电流采集及转换电路（22）信号数字化后的处理，及pwm输出电路（24；25）输出信号的控制；pwm输出电路（24；25）将cpu控制电路（23）处理后的信号传送到隔离光耦的前级。
9.优选地，cpu控制电路（23）通过第一pwm输出电路（24）输出的pwm波形，经光耦隔离传输后，再经第一输出整形电路（31）变成直流电压。
10.优选地，第一电压电流转换电路（32）将第一输出整形电路（31）的直流电压，转换成直流电流输出。
11.优选地，cpu控制电路（23）通过第二pwm输出电路（25）输出的pwm波形，经光耦隔离传输后，再经第二输出整形电路（41）变成直流电压。
12.优选地，第二电压电流转换电路（42）将第二输出整形电路（41）的直流电压，转换成直流电流输出。
13.优选地，外部20-35vdc供电电源通过电压转换电路（11）进行稳压，变压器驱动电路（12）将电压转换后的直流电压，以交流的方式通过变压器（13）传递到交流电压整流滤波电路。
14.优选地，交流电压整流滤波电路包括第一输出通道交流电压整流滤波电路（14）、第二输出通道交流电压整流滤波电路（16）和输入通道交流电压整流滤波电路（15），第一输出通道交流电压整流滤波电路（14）将处理后的信号供第一输出整形电路（31）使用，第一输出通道交流电压整流滤波电路（16）将处理后的信号供第二输出整形电路（41）使用，输入通道电压整流滤波电路（15）将处理后的信号供信号识别电路（21）使用。
15.该智能识别变送器类型的信号接口模块装置具有以下有益效果：（1）本发明支持二线制和4-20ma(直流)两种信号接口，在接入信号时不必区分是哪种信号接口，不会因为接线错误，造成设备损坏。
16.（2）本发明由于采用嵌入式技术，接口信号类型由内部的单片机自动识别并适配至与变送器相同的信号接口上。
17.（3）本发明还可以实时监测输入信号的幅度，对输入的错误信号（如断线、过流）进行报警，报警采用指示灯和输出22ma电流的方式。
18.（4）本发明方案支持两路输出。
附图说明
19.图1：现有设计中变送器信号接口示意图；图2：本发明智能识别变送器类型的信号接口模块装置的信号接口示意图；图3：本发明智能识别变送器类型的信号接口模块装置的电路连接示意图。
20.附图标记说明：11—电压转换电路；12—变压器驱动电路；13—变压器；14—第一输出通道交流电压整流滤波电路；15—输入通道交流电压整流滤波电路；16—第二输出通道交流电压整流滤波电路；21—信号识别电路；22—电流采集及转换电路；23—cpu控制电路；24—第一pwm输出电路；25—第二pwm输出电路；31—第一输出整形电路；32—第一电压电流转换电路；41—第二输出整形电路；42—第二电压电流转换电路。
具体实施方式
21.下面结合图2至图3，对本发明做进一步说明：如图2所示，输入直流信号或两线制变送器信号，均连接端子3和4。然后通过内部
识别电路和切换电路，完成信号的采集。
22.本发明智能识别变送器类型的信号接口模块装置， 4-20ma直流接口的后端信号采集设备或二线制接口的后端信号采集设备与变送器输入端连接；变送器中的信号识别电路21由两个信号通道组成，由单片机控制反馈部分并定时循环切换，两个信号通道分为二线制信道和4-20ma直流信道；被信号识别电路21识别后的信号再经过滤波放大电路处理后，单片机采集到该信号，反馈一个信号将信道锁定在当前信道，进行适配；适配完成后，单片机对该信号进行幅度检测，数字化处理后，经光耦隔离，后端调制解调电路后，输出对应的信号。
23.单片机对该信号进行幅度检测时，当信号幅度高于或低于某个设定限值时，输出报警信号。
24.如图2所示，信号识别电路21通过单片机中的cpu控制电路23控制电路的使能切换，确定信号类别；电流采集及转换电路22，将模拟量电流数字化后，传递到cpu控制电路23；cpu控制电路23负责信号识别电路21中信号的判断，电流采集及转换电路22信号数字化后的处理，及pwm输出电路24；25输出信号的控制；pwm输出电路24；25将cpu控制电路23处理后的信号传送到隔离光耦的前级。
25.cpu控制电路23通过第一pwm输出电路24输出的pwm波形，经光耦隔离传输后，再经第一输出整形电路31变成直流电压。第一电压电流转换电路32将第一输出整形电路31的直流电压，转换成直流电流输出。
26.cpu控制电路23通过第二pwm输出电路25输出的pwm波形，经光耦隔离传输后，再经第二输出整形电路41变成直流电压。第二电压电流转换电路42将第二输出整形电路41的直流电压，转换成直流电流输出。
27.外部20-35vdc供电电源通过电压转换电路11进行稳压，变压器驱动电路12将电压转换后的直流电压，以交流的方式通过变压器13传递到交流电压整流滤波电路。
28.交流电压整流滤波电路包括第一输出通道交流电压整流滤波电路14、第二输出通道交流电压整流滤波电路16和输入通道交流电压整流滤波电路15，第一输出通道交流电压整流滤波电路14将处理后的信号供第一输出整形电路31使用，第一输出通道交流电压整流滤波电路16将处理后的信号供第二输出整形电路41使用，输入通道电压整流滤波电路15将处理后的信号供信号识别电路21使用。
29.上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。