工业现场总线透传控制器的制造方法
【专利摘要】一种工业现场总线透传控制器，它包括HART/RS485转换电路、24V/24V直流转换电路、变压器、取样电阻和两个电容，所述取样电阻串接于HART设备的4～20mA回路中，所述24V/24V直流隔离转换电路的输入端接四线制MODBUS总线的电源线，输出端为HART回路供电；所述变压器的一个线圈经HART/RS485转换电路与四线制MODBUS总线的信号线连接，另一线圈的两端分别经两个电容接于取样电阻的两端。本实用新型利用变压器将各hart回路与MODBUS总线隔离，很好地解决了现有HART转MODBUS产品存在的缺陷，适于在工业现场使用。
【专利说明】工业现场总线透传控制器【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种可实现多个HART设备与Modbus总线无干扰互联的装置，属于工业控制【技术领域】。
【背景技术】
[0002]HART设备采用在4_20mA模拟信号上叠加数字信号进行双向数字通讯，普遍用于智能传感器和智能仪表；ModbuS模式是应用于电子控制器上的一种通用语言，具有速度快、寻址广的优点，普遍用于控制器间的网络连接。由于两者不兼容，两种回路需要通过协议转换设备进行连接。
[0003]目前市场上的HART转MODBUS产品很多，这些产品可分为以下两类:
[0004]第一类采用总线模式(参看图1)，一个转换器可连接16台HART设备(即智能仪表)，其缺点是:
[0005]UHART设备只能在3.8mA电流模式下工作，不能使用4~20mA电流模式，这样无法发挥HART的叠加优势；
[0006]2、通讯时间太长:HART设备中的“每个设备I秒等待”使回路通讯时间至少在16秒以上，所以一般产品都是四路HART或八路HART，目的是节省整体转换时间；
[0007]3、HART设备过于集中，一个HART设备出现故障，如电路浸水，会导致整个回路瘫痪。
`[0008]以上缺点导致此方案仅仅在小规模系统或实验室内使用，不能用于工业现场。
[0009]第二类是单回路模式(参看图2)，4~20mA回路中的信号通过250 Ω的取样电阻RO传送到HART/M0DBUS转换器，一个转换器可连接I台HART设备(即智能仪表)，其缺点是:只能连接一台HART设备，如果连接多台HART设备，则多个4~20mA回路会相互干扰而无
法工作。
实用新型内容
[0010]本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种工业现场总线透传控制器，实现多个HART设备与Modbus总线的无干扰互联。
[0011]本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的:
[0012]一种工业现场总线透传控制器，构成中包括HART/RS485转换电路、24V/24V直流转换电路、变压器、取样电阻和两个电容，所述取样电阻串接于HART设备的4~20mA回路中，所述24V/24V直流隔离转换电路的输入端接四线制MODBUS总线的电源线，输出端为HART回路供电；所述变压器的一个线圈经HART/RS485转换电路与四线制MODBUS总线的信号线连接，另一线圈的两端分别经两个电容接于取样电阻的两端。
[0013]上述工业现场总线透传控制器，所述取样电阻的阻值为250Ω。
[0014]本实用新型利用直流隔离转换电路和变压器将各4~20mA/hart回路与MODBUS总线隔离，使两种总线及多个hart总线在互不干扰的情况下正常工作，很好地解决了现有HART转MODBUS产品存在的缺陷，适于在工业现场使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0016]图1和图2是两种传统透传方式的原理图；
[0017]图3是本实用新型的电原理图。
[0018]图中各标号为:ZH、HART/RS485转换电路，DC/DC、24V/24V直流隔离转换电路，T、变压器，Cl、第一电容,C2、第二电容,R0、取样电阻,A-1~A-η、第一透传通道~第η透传通道。
【具体实施方式】
[0019]参看图3，本实用新型包括HART/RS485转换电路ZH、24V/24V直流转换电路DC/DC、变压器T、第一电容Cl、第二电容C2和取样电阻R0。在图3中，η个工业现场总线透传控制器将η个4~20mA/hart回路同时接入MODBUS总线。
[0020]本实用新型采用由变压器构成的电磁隔离电路将HART信号和MODBUS信号隔离，两者通过电磁隔离电路相互通讯，而两者的电气互不干扰。如果不隔离对于一路通讯这个干扰可忽略，对于网络连接各个RS485设备都有自己的电源和接地，如果不隔离系统会因相互干扰而瘫痪。 [0021]本实用新型采用DC/DC电路为每个4~20mA回路独立供电，使各个4~20mA回路之间不再产生相互干扰(常压模式为了节约成本，多个4~20mA回路采用一个24V供电，对于模拟数据采集相互干扰(也称串扰)幅度在0.3%以内，可以容忍，但对于数字信号的传输则会导致通信瘫痪)，使模拟串扰进一步降低，使数字联网变成可能。
[0022]以上两点说明了本发明的总线透传功能与总线转换存在质的区别。
[0023]本专利实现了工业总线透传，使两个总线可在互不干扰的情况下各自独立正常工作，可用于大规模工业生产。使智能仪表发挥了它的应有的功能，可使工业自动化控制和计量网络节约投资30%，由于没有了 AD、DA电路，可使维护工作量节约50%。
[0024]HART/RS485转换电路采用的型号为HART485MV2，透传控制器的型号WZ DKff3?
【权利要求】
1.一种工业现场总线透传控制器，其特征是，它包括HART/RS485转换电路(ZH)、24V/24V直流隔离转换电路(DC/DC)、变压器(T)、取样电阻(RO)和两个电容，所述取样电阻(RO)串接于HART设备的4?20mA回路中，所述24V/24V直流转换电路(DC/DC)的输入端接四线制MODBUS总线的电源线，输出端为HART回路供电；所述变压器(T)的一个线圈经HART/RS485转换电路(ZH)与四线制MODBUS总线的信号线连接，另一线圈的两端分别经两个电容接于取样电阻(RO)的两端。
2.根据权利要求1所述的一种工业现场总线透传控制器，其特征是，所述取样电阻(RO)的阻值为250 Ω。
【文档编号】G05B19/418GK203673333SQ201420003621
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年1月5日 优先权日:2014年1月5日
【发明者】齐增海 申请人:齐增海