CN109445347A - 一种现场采集信号的数字显示单元及其显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于现场采集信号的数字显示单元，用24V直流电源作为工作电源，将不具显示功能的信号采集设备所采集的现场信号进行数字化显示，包含：信号处理模块，连接若干个信号采集设备，将模拟量采集信号转换为数字量采集信号；信号选择开关，连接信号处理模块，生成信号选择指令，信号处理模块根据所述信号选择指令，选择并发送需显示的数字量采集信号；信号显示模块，连接信号处理模块，接收所述需显示的数字量采集信号，并以十进制数字显示。本发明还包含一种现场采集信号的数字显示方法。本发明的数字显示单元具有精度高、功能全、速度快、抗干扰能力强、读数直观等优点。

Description

一种现场采集信号的数字显示单元及其显示方法

技术领域

本发明涉及自动化控制应用领域，尤其是涉及将不具显示功能的设备所采集的现场信号进行自动化显示的技术领域。

背景技术

在自动化控制过程中会使用到大量的模拟量信号，这些信号一般会在信号采集的现场与总控制室中被显示出来。由于在长距离的传输过程当中信号会发生衰减，因此在自动化控制过程中也会大量的使用到变送器。变送器的作用是检测采集好的工艺参数，如压力、温度、流量等，并将测量值以特定的信号形式传送出去。而一般的变送器并不具备显示数据的功能，操作者不能实时获取检测的工艺参数具体情况，不能在自动化控制过程中，根据采集的信号实时调整控制流程。

发明内容

为解决上述问题，而本发明提出一种现场采集信号的数字显示单元，可以与各种不具备显示功能的传感器、变送器连接，将一些不具备显示功能的传感器、变送器等设备所测量的模拟量信号，转换为数字量信号，并通过十进制数字形式显示出来。

本发明提供的一种现场采集信号的数字显示单元，用24V直流电源作为工作电源，将不具显示功能的信号采集设备所采集的模拟量信号进行数字显示，包含：

信号处理模块，连接若干个信号采集设备，将每个设备的模拟量采集信号转换为对应的数字量采集信号；

信号选择开关，连接信号处理模块，通过所述信号选择开关生成信号选择指令，并发送给信号处理模块；信号处理模块根据所述指令，从若干个数字量采集信号中选择需要显示的数字量采集信号并进行发送；

信号显示模块，连接信号处理模块，接收信号处理模块发送的数字量采集信号，并以数字的形式显示采集的模拟量信号。

所述现场采集信号的数字显示单元，还包含自供电模块，电性连接24V 直流电源、信号处理模块、信号显示模块，所述自供电模块将24V直流电转换为5V直流电，为信号处理模块、信号显示模块提供稳定的工作电源。

所述现场采集信号的数字显示单元，还包含信号隔离模块，连接设置在所述信号选择开关和信号处理模块之间，电性隔离所述信号选择开关和信号处理模块，并将所述信号选择指令传输给信号处理模块。

所述每个设备采集的模拟量现场信号包含压力信号、流量信号、温度信号。

所述以数字的形式显示采集的模拟量信号，具体是指十进制数字的形式显示采集的模拟量信号。

所述信号显示模块为工业字符型液晶显示屏。

所述信号处理模块内设有UART接口，信号处理模块通过所述UART接口，将需要显示的数字量采集信号发送给信号显示模块。

所述信号隔离模块和信号选择开关均电性连接在24V直流电源上，通过所述24V直流电源提供工作电能。

所述信号选择开关可以用信号选择按钮代替。

一种现场采集信号的数字显示方法，采用本发明的数字显示单元实现的，包含步骤：

S1、多个信号采集设备将现场采集的模拟量采集信号发送给信号处理模块；

S2、信号处理模块将所述模拟量采集信号转换为数字量采集信号；

S3、操作者通过信号选择开关或者信号选择按钮输入信号选择指令，并通过信号隔离模块电气隔离发送给信号处理模块；

S4、信号处理模块根据信号选择指令，从接收的数字量采集信号中选取需要显示的信号；

S5、信号处理模块将需要显示的数字量采集信号转换为UART接口的数据，并发送给信号显示模块；

S6、信号显示模块根据接收的UART接口数据，以十进制的形式显示数字量采样信号。本发明具有以下有益效果：能够将一些不具备显示功能的传感器、变送器等设备所测量的模拟量信号，转换为数字量信号，并通过十进制数字形式直接显示出来，满足自动化系统实时控制需求；与指针式的显示仪表相比，本发明的数字式显示方式具有精度高、功能全、速度快、抗干扰能力强等优点。本发明所用元件均为常规电子元件。并且体积小、耗电低、读数直观。同时所转换的数字量信号还可以输入计算机，以而实现生产过程的自动化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图:

图1是本发明的一种现场采集信号的数字显示单元的系统结构图。

图中：1、DC24V直流电源；2、自供电模块；3、信号处理模块；4、信号显示模块；5、信号隔离模块；6、信号选择开关；7、信号采集设备。

具体实施方式

为了更好地理解本发明的技术特征、目的和效果，下面结合附图对本发明进行更为详细地描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明专利。需要说明的是，这些附图中均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、清晰地辅助说明本发明专利。

本发明提供的一种现场采集信号的数字显示单元，用24V直流电源作为工作电源，将不具显示功能的信号采集设备所采集的模拟量信号进行数字显示，包含信号处理模块、信号选择开关和信号显示模块。

信号处理模块，连接若干个信号采集设备，将每个设备的模拟量采集信号转换为对应的数字量采集信号；所述每个设备采集的模拟量现场信号包含压力信号、流量信号、温度信号。

在本应用实施例中，优选的使用型号为STM8S003的单片机。STM8S003 功能齐全，兼容性强，开发便利，广泛应用于自动化控制领域。STM8S207 单片机内部集成了一个10位8通道的ADC设备，可以同时处理8路模拟信号，同时这个型号的芯片还集成了标准的UART接口。

信号选择开关，连接信号处理模块，通过所述信号选择开关生成信号选择指令，并发送给信号处理模块；信号处理模块根据所述指令，从若干个数字量采集信号中选择需要显示的数字量采集信号，并进行发送；所述信号选择开关连接24V直流电源，通过所述24V直流电源提供工作电能。

在本应用实施例中，所述信号选择开关为具有八个选择档位，每一个档位对应一个数字量采集信号。操作者可以通过设置选择开关的档位，获取实际需要显示的信息。所述信号选择开关可以用信号选择按钮代替。所述信号选择按钮可以有两个，分别用来控制选择上一个信号和下一个信号。通过多次操作信号选择按钮，来选中需要进行显示的数字量采样信号。

信号显示模块，连接信号处理模块，信号显示模块，连接信号处理模块，接收信号处理模块发送的数字量采集信号，并以十进制数字的形式显示采集的模拟量信号。所述信号处理模块内设有UART接口，信号处理模块通过所述UART接口，将需要显示的数字量采集信号发送给信号显示模块。所述信号显示模块为工业字符型液晶显示屏。

在本应用实施例中优选的使用LCD1602屏，LCD1602屏是一种工业字符型液晶，能够同时显示32个字符。LCD1602屏微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧，常用在袖珍式仪表和低功耗应用系统中。

所述现场采集信号的数字显示单元，还包含自供电模块，电性连接24V 直流电源、信号处理模块、信号显示模块，所述自供电模块将24V直流电转换为5V直流电，为信号处理模块、信号显示模块提供稳定的工作电源。

在本应用实施例中，所述自供电模块6选用型号为REC5-2405的直流转换器。

所述现场采集信号的数字显示单元，还包含信号隔离模块5，连接设置在所述信号选择开关和信号处理模块之间，电性隔离所述信号选择开关和信号处理模块，并将所述信号选择指令传输给信号处理模块。所述信号隔离模块5连接所述24V直流电源，通过24V直流电源提供工作电能。

本应用实施例中，信号隔离模块5优选的使用型号为PS2801-4的光电耦合器。PS2801-4具有体积小、使用寿命长、工作温度范围宽、抗干扰性能强的特点。

在本发明的另一个实施例中，所述信号处理模块生成的数字量采样信号还可直接发送给计算机，用于实现生产过程自动化控制。

一种现场采集信号的数字显示方法，采用本发明的数字显示单元实现的，包含步骤：

S1、多个信号采集设备将现场采集的模拟量采集信号发送给信号处理模块；

S2、信号处理模块将所述模拟量采集信号转换为数字量采集信号；

S3、操作者通过信号选择开关或者信号选择按钮输入信号选择指令，并通过信号隔离模块5电气隔离发送给信号处理模块；

S4、信号处理模块根据信号选择指令，从接收的数字量采集信号中选取需要显示的信号；

S5、信号处理模块将需要显示的数字量采集信号转换为UART接口的数据，并发送给信号显示模块；

S6、信号显示模块根据接收的UART接口数据，以十进制的形式显示数字量采样信号。

在本发明的另一个应用实施例中，步骤S2还包括，信号处理模块将所有转换的数字量采样信号直接发送给上位设备，上位设备根据所接收的数字量采样信号进行自动化控制。

本发明具有以下有益效果：能够将一些不具备显示功能的传感器、变送器等设备所测量的模拟量信号，转换为数字量信号，并通过十进制数字形式直接显示出来，满足自动化系统实时控制需求；与指针式的显示仪表相比，本发明的数字式显示方式具有精度高、功能全、速度快、抗干扰能力强等优点。本发明所用元件均为常规电子元件。并且体积小、耗电低、读数直观。同时所转换的数字量信号还可以输入计算机，以而实现生产过程的自动化。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种现场采集信号的数字显示单元，用24V直流电源作为工作电源，将不具显示功能的信号采集设备现场所采集的模拟量信号进行数字显示，其特征在于，包含：

信号处理模块，连接若干个信号采集设备，将每个设备的模拟量采集信号转换为对应的数字量采集信号；

信号选择开关，连接信号处理模块，通过所述信号选择开关生成信号选择指令，并发送给信号处理模块；信号处理模块根据所述指令，从若干个数字量采集信号中选择需要显示的数字量采集信号并进行发送；

信号显示模块，连接信号处理模块，接收信号处理模块发送的数字量采集信号，并以数字的形式显示采集的模拟量信号。

2.如权利要求1所述的现场采集信号的数字显示单元，其特征在于，还包含自供电模块，电性连接24V直流电源、信号处理模块、信号显示模块，所述自供电模块将24V直流电转换为5V直流电，为信号处理模块、信号显示模块提供稳定的工作电源。

3.如权利要求1所述的现场采集信号的数字显示单元，其特征在于，还包含信号隔离模块，连接设置在所述信号选择开关和信号处理模块之间，电性隔离所述信号选择开关和信号处理模块，并将所述信号选择指令传输给信号处理模块。

4.如权利要求1所述的现场采集信号的数字显示单元，其特征在于，所述每个设备采集的模拟量现场信号包含压力信号、流量信号、温度信号。

5.如权利要求1所述的现场采集信号的数字显示单元，其特征在于，所述以数字的形式显示采集的模拟量信号，具体是指十进制数字的形式显示采集的模拟量信号。

6.如权利要求1所述的现场采集信号的数字显示单元，其特征在于，所述信号显示模块为工业字符型液晶显示屏。

7.如权利要求1所述的现场采集信号的数字显示单元，其特征在于，所述信号处理模块内设有UART接口，信号处理模块通过所述UART接口，将需要显示的数字量采集信号发送给信号显示模块。

8.如权利要求3所述的现场采集信号的数字显示单元，其特征在于，所述信号隔离模块和信号选择开关均电性连接在24V直流电源上，通过所述24V直流电源提供工作电能。

9.如权利要求1所述的现场采集信号的数字显示单元，其特征在于，所述信号选择开关可以用信号选择按钮代替。

10.一种现场采集信号的数字显示方法，采用如权利要求1～9任一所述的数字显示单元实现的，其特征在于，包含步骤：

S1、多个信号采集设备将现场采集的模拟量采集信号发送给信号处理模块；

S2、信号处理模块将所述模拟量采集信号转换为数字量采集信号；

S3、操作者通过信号选择开关或者信号选择按钮输入信号选择指令，并通过信号隔离模块电气隔离发送给信号处理模块；

S4、信号处理模块根据信号选择指令，从接收的数字量采集信号中选取需要显示的信号；

S5、信号处理模块将需要显示的数字量采集信号转换为UART接口的数据，并发送给信号显示模块；

S6、信号显示模块根据接收的UART接口数据，以十进制的形式显示数字量采样信号。