一种具有功能安全HART设备综合采集系统的制作方法

一种具有功能安全hart设备综合采集系统
技术领域
1.本技术涉及工业物联网的领域，尤其是涉及一种具有功能安全hart设备综合采集系统。


背景技术：

2.安全仪表系统(safety instrumentation system，sis)由多种智能仪表设备组成，智能仪表设备如eja310a绝对压力变送器、eja130a高静压差压变送器、流量计等具有自诊断功能的电子设备。数据获取模块通过hart协议采集到智能仪表设备的原始数据后传输至数据转换器中，再由数据转换器远程发送至远程管理终端。
3.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公司与1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制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。
4.然而，当前的转换器不具有故障检测功能，当转换器发生故障时，远程管理终端无法准确获取到hart智能设备上传的数据，甚至造成远程管理终端对hart智能设备失去监管能力。


技术实现要素：

5.为了保障远程管理终端获取到准确的数据，本技术提供一种具有功能安全hart设备综合采集系统。
6.本技术提供的一种具有功能安全hart设备综合采集系统采用如下的技术方案：
7.一种具有功能安全hart设备综合采集系统，包括；
8.数据获取模块，用于在获取到安全仪表系统发送的数据时输出原始数据；
9.转换模块，连接所述数据获取模块，用于在接收到所述原始数据时输出转换数据；
10.检测模块，与所述转换模块并联，用于在接收到所述原始数据和所述转换数据，且接收到所述原始数据和所述转换数据的时间差值小于预设值时输出高电频信号；
11.无线传输模块，所述无线传输模块连接转换模块的输出端，所述无线传输模块的接电端连接有电源模块；以及
12.第一开关模块，所述第一开关模块用于在接收到所述高电频信号时，导通所述电源模块和所述无线传输模块。
13.通过采用上述技术方案，通过数据获取模块获取到安全仪表系统发出的数据时输出原始数据，转换模块在接收到原始数据后输出转换数据，检测模块用于接收原始数据和转换数据，当检测模块接收原始数据和转换数据的时间差值小于预设值时，检测模块输出高电频信号，第一开关模块接收到高电频信号后导通电源模块和无线传输模块；通过检测模块接收原始数据和转换数据的时间差值来检测安全仪表系统发出的数据的实时性，能够保障远程管理终端获取到准确的数据。
14.可选的，还包括指示灯，所述指示灯通过第一开关模块与电源模块连接。
15.可选的，还包括串联于电源模块的第二开关模块和报警模块；
16.所述检测模块在接收到所述原始数据和所述转换数据的时间差值小于预设值时输出低电频信号；
17.所述第二开关模块用于在接收到所述低电频信号时，导通所述电源模块和报警模块。
18.可选的，所述报警模块为蜂鸣器或声光报警器。
19.可选的，所述电源模块为电池或外接电源。
20.可选的，所述数据获取模块提供16个通道的数据4-20ma信号的输入。
21.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
22.1.本系统通过数据获取模块获取到安全仪表系统发出的数据时输出原始数据，转换模块在接收到原始数据后输出转换数据，检测模块用于接收原始数据和转换数据，当检测模块接收原始数据和转换数据的时间差值小于预设值时，检测模块输出高电频信号，第一开关模块接收到高电频信号后导通电源模块和无线传输模块；通过检测模块接收原始数据和转换数据的时间差值来检测安全仪表系统发出的数据的实时性，能够保障远程管理终端获取到准确的数据。
23.2.本系统中指示灯方便现场人员及时发现数据传输的问题，报警模块方便远程管理终端的工作人员及时发现数据传输的问题。
附图说明
24.图1是本技术实施例系统图。
25.附图标记说明：1、数据获取模块；2、转换模块；3、检测模块；4、第一开关模块；5、第二开关模块；6、电源模块；7、无线传输模块；8、指示灯；9、报警模块。
具体实施方式
26.以下结合附图对本技术作进一步详细说明。
27.参照图1，一种具有功能安全hart设备综合采集系统包括数据获取模块1、转换模块2、检测模块3、第一开关模块4、第二开关模块5、电源模块6、无线传输模块7、指示灯8以及报警模块9。
28.其中，数据获取模块1与安全仪表系统连接，安全仪表系统由多种类型的智能仪表设备组成，数据获取模块1用于采集智能仪表设备的运行参数并生成结果数据。数据获取模块1为hart分离器，hart分离器用于接收智能仪表设备发送的结果数据，并在接收到结果数据时输出原始数据。需要说明的是，hart分离器并不会导致结果数据的缺失和损坏，另外，hart分离器还能够16个信号通道，每一个通道用于传输模拟量为4-20ma的结果数据。
29.转换模块2与数据获取模块1连接，转换模块2为hart协议转换器。在本示例中，智能仪表设备发送结果数据所采用的协议为hart协议，而为了使结果数据能够发送至远程管理终端，所以需要将结果数据所使用的协议切换为远程管理终端所适配的协议，如rs-485、tcp，为此，本技术的转换器采用hart协议转换器，hart协议转换器能够将结果数据所使用的hart协议转换为rs-485、tcp，也就是说，在数据获取模块1根据结果数据输出原始数据后，hart协议转换器再根据原始数据输出转换数据。该转换数据所采用的协议为远程管理
终端所适配的协议。
30.上述的远程管理终端如电脑、手机、平板等电子设备。
31.检测模块3与转换模块2并联，检测模块3为stm32芯片，stm32芯片用于接收原始数据和转换数据，对计算接收到原始数据和转换数据的时间差值是否小于预设值，当差值小于预设值时，stm32芯片输出高电频信号；否则，在差值不小于预设值时，stm32芯片输出低电频信号。在本技术的实施例中，预设值为0.5s，在其他实施例中，可根据实际需要设置预设值，在此不作限制。
32.第一开关模块4和第二开关模块5均与电源模块6连接。其中，第一开关模块4为npn型三极管，npn型三极管的基极连接检测模块3，npn型三极管的集电极连接电源模块6，npn型三极管的发射极连接无线传输模块7和指示灯8，无线传输模块7和指示灯8并联，无线传输模块7远离npn型三极管的一端与远程管理终端通信连接，指示灯8远离npn型三极管的一端接地。
33.npn型三极管在接收到高电频信号时导通电源模块6和无线传输模块7，还导通电源模块6和指示灯8。因此，在指示灯8发光时，说明数据的传输正常，而指示灯8熄灭时，说明数据的传输异常，转换器故障。
34.第二开关模块5为pnp型三极管，pnp型三极管的基极连接检测模块3，pnp型三极管的集电极连接电源模块6，pnp型三极管的发射极连接报警模块9，pnp型三极管用于接收检测模块3输出的低电频信号，并在接收到低电频信号后导通电源模块6和报警模块9。在本技术实施例中，电源模块6采用电池或外接电源，电池可以为铅酸蓄电池或者锂离子电池，而外接电源为安全仪表系统所在的室内电源。
35.无线传输模块7采用wifi通讯模块或者4g/5g通讯模块，报警模块9采用蜂鸣器或声光报警器，蜂鸣器或声光报警器方便通知远程管理终端人员。
36.无线传输模块7连接转换模块2,无线传输模块7通电后能够接收转换模块2输出的转换数据，并将转换数据传输至远程管理终端。
37.同时，一种具有功能安全hart设备综合采集系统的工作环境温度为-20℃～75℃，工作环境湿度为5％～95％(无凝露)。
38.本技术实施例一种具有功能安全hart设备综合采集系统的实施原理为：数据获取模块1获取到安全仪表系统后输送到转换模块2，转换模块2在接收到数据后，将hart协议转换成连接协议；检测模块3接收原始数据和转换数据，若在接收到原始数据和转换数据的时间差值小于预设值时，输出高电频信号，第一开关模块4接收高电频信号后导通电源模块6和无线传输模块7的连接，同时导通电源模块6和指示灯8的连接，这样转换模块2的输出转换数据能够通过无线传输模输送至远程管理终端；若在接收到原始数据和转换数据的时间差值不小于预设值时，输出低电频信号，第二开关模块5在接收到低电频信号后导通电源模块6和报警模块9的连接，报警模块9随后进行报警，通知工作人员解决问题。
39.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。