CN106161653A - 一种两线制变送器系统及其通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种两线制变送器系统，包括计算机、通信转换模块、负载电阻、温度变送器模块和电源，电源、温度变送器模块和负载电阻依次连接，通信转换模块并联在负载电阻或温度变送器模块两端，计算机通过RS232接口与通信转换模块相连接。本发明的通信速率高，对产品的参数配置更快捷，降低了系统成本，可以很好地满足实际应用的需要。

Description

一种两线制变送器系统及其通信方法
技术领域
本发明属于变送器系统技术领域，具体涉及一种两线制变送器系统及其通信方法。
背景技术
当今的两线制变送器系统的自动化仪表很大程度上已经被智能化仪表所取代，其中一个突出优点就是可以由直接用户或者制造商对智能化仪表进行参数配置，以便丰富产品的品种和提高性能。参数配置一个最便捷的方法就是通过数字通信与智能化仪表进行数据交换。IEC61158标准规定了几种现场总线协议，其中HART、基金会现场总线H1和PROFIBUSPA协议可用于两线制变送器进行数字通信。采用基金会现场总线H1和PROFIBUS PA协议的仪表是完全的数字通信仪表，一般不具备模拟输出功能。HART协议使用符合BELL202标准的频移键控(FSK)将数字信号作为交流信号叠加在4～20mA的直流信号上，实现通信功能。上述三种协议不可避免的均采用了调制解调器，从而实现方案较复杂，增加仪表的成本。HART协议变送器采用FSK技术，在产品实现时需要增加调制解调器等电路，使得产品成本较高，并且有一定的技术难度。我国现场使用的很多仪表并不使用其在线通信功能，其良好的通信功能并不能得以发挥，传统的两线制变送器仍然大行其道。现有技术的两线制变送器系统结构复杂，通信速率低，对产品的参数配置慢，因此，当前亟待研制一种能够克服以上问题的两线制变送器系统。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种可避免出现上述技术缺陷的两线制变送器系统及其通信方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：
一种两线制变送器系统，包括计算机、通信转换模块、负载电阻、热电阻温度变送器模块和电源，电源、热电阻温度变送器模块和通信转换模块依次连接，负载电阻并联在通信转换模块两端，计算机通过RS232接口与通信转换模块相连接。
进一步地，所述电源为24V电源。
进一步地，通信转换模块包括依次连接的幅值调整电路单元、发送控制电路单元、变压器输出电路单元、滤波放大电路单元和串口单元，变压器输出电路单元上连接有通信端口。
进一步地，通信转换模块包括依次连接的幅值调整电路单元、发送控制电路单元、变压器输出电路单元、滤波放大电路单元、CPU和串口单元，CPU与幅值调整电路单元相连接，变压器输出电路单元上连接有通信端口。
进一步地，热电阻温度变送器模块包括信号激励调理电路单元、转换单元以及依次连接的CPU、幅值调整电路单元、信号叠加模块、恒流输出电路单元、滤波放大电路单元，信号激励调理电路单元与CPU相连接，放大电路单元与CPU相连接，CPU、转换单元和信号叠加模块依次连接。
一种两线制变送器系统的通信方法，包括步骤：通信转换模块将从RS232接口接收到的信号进行衰减后输出至负载电阻上，然后将热电阻温度变送器模块的应答信号进行滤波和放大后再传送给RS232接口，完成通信转换过程。
本发明提供的两线制变送器系统及其通信方法，两线制变送器系统包括计算机、通信转换模块、负载电阻、热电阻温度变送器模块和电源，电源、热电阻温度变送器模块和通信转换模块依次连接，负载电阻并联在通信转换模块两端，计算机通过RS232接口与通信转换模块相连接，结构简单，通信速率高，对产品的参数配置更快捷，降低了系统成本，可以很好地满足实际应用的需要。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为第一种结构的通信转换模块的结构框图；
图3为第二种结构的通信转换模块的结构框图；
图4为第二种结构的通信转换模块的电路图；
图5为热电阻温度变送器模块的结构框图；
图6为热电阻温度变送器模块的电路图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种两线制变送器系统，包括计算机、通信转换模块、负载电阻、热电阻温度变送器模块和电源，电源、热电阻温度变送器模块和通信转换模块依次连接，负载电阻并联在通信转换模块两端，计算机通过RS232接口与通信转换模块相连接。所述电源为24V电源。计算机通过RS232接口，经过通信转换模块，与热电阻温度变送器模块进行半双工的数据交换，进行参数配置。
通信转换模块可以采用两种结构，如图2所示，第一种结构的通信转换模块包括依次连接的幅值调整电路单元、发送控制电路单元、变压器输出电路单元、滤波放大电路单元和串口单元，变压器输出电路单元上连接有通信端口；如图3和图4所示，第二种结构的通信转换模块包括依次连接的幅值调整电路单元、发送控制电路单元、变压器输出电路单元、滤波放大电路单元、CPU和串口单元，CPU与幅值调整电路单元相连接，变压器输出电路单元上连接有通信端口。第二种结构的通信转换模块的智能化程度更高，具有更高的环境适应性和通信可靠性。通信转换模块将从RS232接口接收到的信号进行衰减后输出至负载电阻上，然后将热电阻温度变送器模块的应答信号进行滤波和放大后再传送给RS232接口，完成通信转换过程。
如图5和图6所示，热电阻温度变送器模块包括信号激励调理电路单元、转换单元以及依次连接的CPU、幅值调整电路单元、信号叠加模块、恒流输出电路单元、滤波放大电路单元，信号激励调理电路单元与CPU相连接，放大电路单元与CPU相连接，CPU、转换单元和信号叠加模块依次连接。热电阻温度变送器模块的CPU根据配置参数完成热电阻信号的采集工作，热电阻信号通过信号激励调理电路单元实现电阻到电压信号(mV)的转换，电压信号(mV)经由CPU内部的增益放大器和A/D转换器实现模数转换，CPU将采集的数据经过线性化和补偿等计算后，得到需要输出的4～20mA电流值，输出给转换单元(转换电路为PWM电路，可以由D/A电路代替)，并经放大器调整后由压控恒流源电路输出至供电回路，实现两线制的热电阻温度变送器功能。从电源线耦合的通信信号经过滤波放大电路单元的选频滤波和信号放大后接入CPU的RXD端，应答响应信号由CPU的TXD端发出后经过幅值调整电路单元衰减后，与转换单元输出的信号在信号叠加模块叠加后输出至恒流输出电路单元和供电回路。
一种两线制变送器系统的通信方法，包括步骤：通信转换模块将从RS232接口接收到的信号进行衰减后输出至负载电阻上，然后将热电阻温度变送器模块的应答信号进行滤波和放大后再传送给RS232接口，完成通信转换过程。
本发明提供的两线制变送器系统及其通信方法，两线制变送器系统包括计算机、通信转换模块、负载电阻、热电阻温度变送器模块和电源，电源、热电阻温度变送器模块和通信转换模块依次连接，负载电阻并联在通信转换模块两端，计算机通过RS232接口与通信转换模块相连接，结构简单，通信速率高，对产品的参数配置更快捷，可以很好地满足实际应用的需要。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种两线制变送器系统，其特征在于，包括计算机、通信转换模块、负载电阻、热电阻温度变送器模块和电源，电源、热电阻温度变送器模块和通信转换模块依次连接，负载电阻并联在通信转换模块两端，计算机通过RS232接口与通信转换模块相连接。
2.根据权利要求1所述的两线制变送器系统，其特征在于，所述电源为24V电源。
3.根据权利要求1-2所述的两线制变送器系统，其特征在于，通信转换模块包括依次连接的幅值调整电路单元、发送控制电路单元、变压器输出电路单元、滤波放大电路单元和串口单元，变压器输出电路单元上连接有通信端口。
4.根据权利要求1-3所述的两线制变送器系统，其特征在于，通信转换模块包括依次连接的幅值调整电路单元、发送控制电路单元、变压器输出电路单元、滤波放大电路单元、CPU和串口单元，CPU与幅值调整电路单元相连接，变压器输出电路单元上连接有通信端口。
5.根据权利要求1-4所述的两线制变送器系统，其特征在于，热电阻温度变送器模块包括信号激励调理电路单元、转换单元以及依次连接的CPU、幅值调整电路单元、信号叠加模块、恒流输出电路单元、滤波放大电路单元，信号激励调理电路单元与CPU相连接，放大电路单元与CPU相连接，CPU、转换单元和信号叠加模块依次连接。
6.一种如权利要求1所述的两线制变送器系统的通信方法，其特征在于，包括步骤：通信转换模块将从RS232接口接收到的信号进行衰减后输出至负载电阻上，然后将热电阻温度变送器模块的应答信号进行滤波和放大后再传送给RS232接口，完成通信转换过程。
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