CN112505398A - 一种ai装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种AI装置。该方案中，AI装置包括采样电阻、第一电压采集模块及第二电压采集模块。当智能变送器输出电流信号时，第一电压采集模块采集采样电阻两端的第一电压信号；当智能变送器输出电压信号时，第二电压采集智能变送器输出的第二电压信号。可见，无论智能变送器输出的信号为电流信号还是电压信号，不需更换AI装置就能够进行采集，灵活性高且成本低。本发明还公开了一种AI系统，具有与上述AI装置相同的有益效果。

Description

一种AI装置及系统

技术领域

本发明涉及控制系统及信号采集领域，特别是涉及一种AI装置及系统。

背景技术

在DCS系统(Distributed Controll System，分布式控制系统)现场应用中，通常使用AI(Analog Input，模拟量采集)装置对智能变送器输出的模拟信号进行采集和处理。

现有技术中，AI装置只有单一的功能，即只采集电流信号或者只采集电压信号，要采集另外一种信号只能更换AI装置，具体地，通常通过在AI线路上设计添加短接跳线的方式来切换对应的AI装置对电流信号或电压信号进行采集。

这种方式下，单一的AI装置做不到既能对电流信号采集也能对电压信号采集，灵活性不够；当需要同时采集电压信号和电流信号时需要设置两个AI装置，增加了成本；并且短接跳线上面的电阻会影响采集信号的精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种AI装置及系统，无论智能变送器输出的信号为电流信号还是电压信号，不需更换AI装置就能够进行采集，灵活性高且成本低。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种AI装置，包括：

第一输入端与智能变送器的第一输出端连接、第二输入端与所述智能变送器的第二输出端连接的第一电压采集模块，用于在所述智能变送器输出电流信号时，采集采样电阻两端的第一电压信号；

并联在所述第一电压采集模块的第一输入端与第二输入端之间的所述采样电阻；

第一输入端与所述智能变送器的第一输出端连接、第二输入端与所述智能变送器的第二输出端连接的第二电压采集模块，用于在所述智能变送器输出电压信号时，采集所述智能变送器输出的第二电压信号。

优选地，第一电压采集模块包括：

第一输入端与智能变送器的第一输出端连接、第二输入端与所述智能变送器的第二输出端连接、第一输出端与第一差分运算放大器的第一输入端连接、第二输出端与所述第一差分运算放大器的第二输入端连接、控制端与处理器连接的开关，用于在接收到所述处理器发送的闭合指令时闭合，在接收到所述处理器发送的断开指令时断开；

所述第一差分运算放大器，用于采集所述采样电阻两端的第一电压信号。

所述AI装置还包括：

与所述智能变送器连接的所述处理器，用于在所述智能变送器输出电流信号时，向所述开关发送所述闭合指令；在所述智能变送器输出电压信号时，向所述开关发送所述断开指令。

优选地，所述处理器还用于在接收到电流采集指令时向所述开关发送所述闭合指令，在接收到电压采集指令时向所述开关发送所述断开指令；

其中，所述电流采集指令为上位机在智能变送器输出电流信号时发出的指令，所述电压采集指令为所述上位机在智能变送器输出电压信号时发出的指令。

优选地，所述开关为光继电器。

优选地，还包括：

设置在所述第一电压采集模块的输入端的第一滤波模块；

设置在所述第二电压采集模块的输入端的第二滤波模块。

优选地，所述第一滤波模块和所述第二滤波模块均为射频干扰RFI滤波电路。

优选地，所述第二电压采集模块为第二差分运算放大器。

优选地，还包括：

输入端与所述第一电压采集模块以及所述第二电压采集模块连接、输出端与所述处理器连接的信号通路切换模块，用于在接收到所述第一控制指令时控制所述第一电压信号传输至所述处理器；在接收到所述第二控制指令时控制所述第二电压信号传输至所述处理器；

所述处理器还用于在所述智能变送器输出电流信号时，向所述信号通路切换模块发送第一控制指令；在所述智能变送器输出电压信号时，向所述信号通路切换模块发送第二控制指令。

优选地，所述信号通路切换模块包括：

动端与所述处理器连接、第一不动端与所述第一电压采集模块的输出端连接、第二不动端与所述第二电压采集模块的输出端连接的单刀双掷开关，用于在接收到所述第一控制指令时控制所述动端与所述第一不动端连接，以便所述第一电压信号传输至所述处理器；在接收到所述第二控制指令时控制所述动端与所述第二不动端连接，以便所述第二电压信号传输至所述处理器。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种AI系统，包括如上述所述的AI装置，还包括：

与智能变送器以及处理器连接的上位机，用于在所述智能变送器输出电流信号时，向所述处理器发送电流采集指令，在所述智能变送器输出电压信号时，向所述处理器发送电压采集指令。

本发明提供了一种AI装置。该方案中，AI装置包括采样电阻、第一电压采集模块及第二电压采集模块。当智能变送器输出电流信号时，第一电压采集模块采集采样电阻两端的第一电压信号；当智能变送器输出电压信号时，第二电压采集智能变送器输出的第二电压信号。可见，无论智能变送器输出的信号为电流信号还是电压信号，不需更换AI装置就能够进行采集，灵活性高且成本低。

本发明还提供了一种AI系统，具有与上述AI装置相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明提供的一种AI装置的结构示意图；

图2为本发明提供的另一种AI装置的结构示意图；

图3为本发明提供的一种AI系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种AI装置及系统，无论智能变送器输出的信号为电流信号还是电压信号，不需更换AI装置就能够进行采集，灵活性高且成本低。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

请参照图1，图1为本发明提供的一种AI装置的结构示意图。

该装置包括：

第一输入端与智能变送器的第一输出端连接、第二输入端与智能变送器的第二输出端连接处理器4的第一电压采集模块1，用于在智能变送器输出电流信号时，采集采样电阻R1两端的第一电压信号；

并联在第一电压采集模块1的第一输入端与第二输入端之间的采样电阻R1；

第一输入端与智能变送器的第一输出端连接、第二输入端与智能变送器的第二输出端连接处理器4的第二电压采集模块2，用于在智能变送器输出电压信号时，采集智能变送器输出的第二电压信号。

申请人考虑到，现有技术中AI装置只有单一的功能，即只采集电流信号或者只采集电压信号，要采集另外一种信号只能更换AI装置，具体地，通常通过在AI线路上设计添加短接跳线的方式来切换对应的AI装置对电流信号或电压信号进行采集。这种方式下，单一的AI装置做不到既能对电流信号采集也能对电压信号采集，灵活性不够；当需要同时采集电压信号和电流信号时需要设置两个AI装置，增加了成本；并且短接跳线上面的电阻会影响采集信号的精度。

在本实施例中，提供了一种包括第一电压采集模块1、采样电阻R1及第二电压采集模块2的AI装置。具体地，当智能变送器输出电流信号时，第一电压采集模块1采集采样电阻R1两端的第一电压信号；当智能变送器输出电压信号时，第二电压采集模块2采集智能变送器输出的第二电压信号。

需要说明的是，这里的第一电压采集模块1和第二电压采集模块2通常均为差分运算放大器，当然第一电压采集模块1、第二电压采集模块2不仅限为差分运算放大器，本申请在此不做特别的限定。

综上，无论智能变送器输出的信号为电流信号还是电压信号，不需更换AI装置就能够进行采集，灵活性高且成本低。

请参照图2，图2为本发明提供的另一种AI装置的结构示意图。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，第一电压采集模块1包括：

第一输入端与智能变送器的第一输出端连接、第二输入端与智能变送器的第二输出端连接、第一输出端与第一差分运算放大器12的第一输入端连接、第二输出端与第一差分运算放大器12的第二输入端连接、控制端与处理器4连接的开关11，用于在接收到处理器4发送的闭合指令时闭合，在接收到处理器4发送的断开指令时断开；

第一差分运算放大器12，用于采集采样电阻R1两端的第一电压信号。

AI装置还包括：

与智能变送器连接的处理器4，用于在智能变送器输出电流信号时，向开关11发送闭合指令；在智能变送器输出电压信号时，向开关11发送断开指令。

在本实施例中，提出了第一电压采集模块1的一种具体结构，包括开关11、第一差分运算放大器12以及处理器4。具体地，当智能变送器输出电流信号时，处理器4向开关11发送闭合指令，此时开关11闭合，第一差分运算放大器12采集采样电阻R1两端的第一电压信号；当智能变送器输出电压信号时，处理器4向开关11发送断开指令，此时开关11断开，第二电压采集模块2采集智能变送器输出的第二电压信号。

需要说明的是，这里的第二电压采集模块2通常为内阻较大的差分运算放大器，智能变送器的输出端的电流几乎不会流向第二电压采集模块2所在电路。

此外，这里的开关11通常为光继电器，但开关11不仅限为光继电器，本申请在此不做特别的限定。

作为一种优选的实施例，处理器4还用于在接收到电流采集指令时向开关11发送闭合指令，在接收到电压采集指令时向开关11发送断开指令；

其中，电流采集指令为上位机在智能变送器输出电流信号时发出的指令，电压采集指令为上位机在智能变送器输出电压信号时发出的指令。

在本实施例中，处理器4通常基于上位机发出的指令来控制开关11的断开或闭合，进而控制第一电压采集模块1采集采样电阻R1两端的第一电压信号，或控制第二电压采集模块2采集智能变送器输出的第二电压信号。

需要说明的是，在实际应用中，通常通过人工获取到智能变送器输出的信号的类型，手动向上位机输入智能变送器输出的信号为电压信号还是电流信号。在向上位机输入智能变送器输出的信号为电流信号时，上位机向处理器4发送电流采集指令；在向上位机输入智能变送器输出的信号为电压信号时，上位机向处理器4发送电压采集指令。

当然，这里向上位机发送智能变送机的输出信号的类型时，不仅限为通过人工的方式，本申请在此不做特别的限定。

作为一种优选的实施例，开关11为光继电器。

考虑到光继电器由光信号驱动，隔离性强且寿命长，本实施例中，选用光继电器作为开关11。

当然，这里的开关11不仅限为光继电器，对于开关11的具体设置本申请在此不做特别的限定。

作为一种优选的实施例，还包括：

设置在第一电压采集模块1的输入端的第一滤波模块；

设置在第二电压采集模块2的输入端的第二滤波模块。

为了使采集到的电压信号或电流信号更精确，本实施例中，在第一电压采集模块1的输入端设置了第一滤波模块，在第二电压采集模块2的输入端设置了第二滤波模块。能够起到使采集到的电压信号或电流信号更精确的效果。

作为一种优选的实施例，第一滤波模块和第二滤波模块均为RFI(RadioFrequency Interference，射频干扰)滤波电路。

本实施例中，第一滤波模块和第二滤波模块均为RFI滤波电路。

当然，这里的第一滤波模块和/或第二滤波模块不仅限为RFI滤波电路，本申请在此不做特别的限定。

作为一种优选的实施例，第二电压采集模块2为第二差分运算放大器。

本实施例中，第二电压采集模块2为第二差分运算放大器，第二差分运算放大器通常内阻较大，智能变送器的输出端的电流几乎不会流向第二电压采集模块2所在电路。

当然，这里的第二电压采集模块2不仅限为第二差分运算放大器，本申请在此不做特别的限定。

作为一种优选的实施例，还包括：

输入端与第一电压采集模块1以及第二电压采集模块2连接、输出端与处理器4连接的信号通路切换模块3，用于在接收到第一控制指令时控制第一电压信号传输至处理器4；在接收到第二控制指令时控制第二电压信号传输至处理器4；

处理器4还用于在智能变送器输出电流信号时，向信号通路切换模块3发送第一控制指令；在智能变送器输出电压信号时，向信号通路切换模块3发送第二控制指令。

在本实施例中，增加了信号通路切换模块3。具体地，当智能变送器输出电流信号时，处理器4向信号通路切换模块3发送第一控制指令，信号通路切换模块3在接收到第一控制指令时控制第一电压信号传输至处理器4；当智能变送器输出电压信号时，处理器4向信号通路切换模块3发送第二控制指令，信号通路切换模块3在接收到第二控制指令时控制第二电压信号传输至处理器4。

需要说明的是，由于AI装置内部处理器4只能对数字量信号进行处理，因此AI模块通常还包括模数转换器，具体用于将第一采集模块采集到的第一电压信号或第二采集模块采集到的第二电压信号转换成数字量。

作为一种优选的实施例，信号通路切换模块3包括：

动端与处理器4连接、第一不动端与第一电压采集模块1的输出端连接、第二不动端与第二电压采集模块2的输出端连接的单刀双掷开关11，用于在接收到第一控制指令时控制动端与第一不动端连接，以便第一电压信号传输至处理器4；在接收到第二控制指令时控制动端与第二不动端连接，以便第二电压信号传输至处理器4。

在本实施例中，提出了一种信号通路切换模块3的具体结构。具体地，信号通路切换模块3包括单刀双掷开关11，当单刀双掷开关11接收到第一控制指令时控制动端与第一不动端连接，以便第一电压信号传输至处理器4；当单刀双掷开关11接收到第二控制指令时控制动端与第二不动端连接，以便第二电压信号传输至处理器4。

当然，这里的信号通路切换模块3的结构不仅限为该方式，本申请在此不做特别的限定。

请参照图3，图3为本发明提供的一种AI系统的结构示意图。

本发明还提供了一种AI系统，包括如上述的AI装置，还包括：

与智能变送器以及处理器4连接的上位机5，用于在智能变送器输出电流信号时，向处理器4发送电流采集指令，在智能变送器输出电压信号时，向处理器4发送电压采集指令。

对于本发明提供的一种AI系统的介绍请参照上述发明实施例，本发明在此不再赘述。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

Claims (10)

1.一种AI装置，其特征在于，包括：

第一输入端与智能变送器的第一输出端连接、第二输入端与所述智能变送器的第二输出端连接的第一电压采集模块，用于在所述智能变送器输出电流信号时，采集采样电阻两端的第一电压信号；

并联在所述第一电压采集模块的第一输入端与第二输入端之间的所述采样电阻；

第一输入端与所述智能变送器的第一输出端连接、第二输入端与所述智能变送器的第二输出端连接的第二电压采集模块，用于在所述智能变送器输出电压信号时，采集所述智能变送器输出的第二电压信号。

2.如权利要求1所述的AI装置，其特征在于，第一电压采集模块包括：

第一输入端与智能变送器的第一输出端连接、第二输入端与所述智能变送器的第二输出端连接、第一输出端与第一差分运算放大器的第一输入端连接、第二输出端与所述第一差分运算放大器的第二输入端连接、控制端与处理器连接的开关，用于在接收到所述处理器发送的闭合指令时闭合，在接收到所述处理器发送的断开指令时断开；

所述第一差分运算放大器，用于采集所述采样电阻两端的第一电压信号。

所述AI装置还包括：

与所述智能变送器连接的所述处理器，用于在所述智能变送器输出电流信号时，向所述开关发送所述闭合指令；在所述智能变送器输出电压信号时，向所述开关发送所述断开指令。

3.如权利要求2所述的AI装置，其特征在于，所述处理器还用于在接收到电流采集指令时向所述开关发送所述闭合指令，在接收到电压采集指令时向所述开关发送所述断开指令；

其中，所述电流采集指令为上位机在智能变送器输出电流信号时发出的指令，所述电压采集指令为所述上位机在智能变送器输出电压信号时发出的指令。

4.如权利要求2所述的AI装置，其特征在于，所述开关为光继电器。

5.如权利要求1所述的AI装置，其特征在于，还包括：

设置在所述第一电压采集模块的输入端的第一滤波模块；

设置在所述第二电压采集模块的输入端的第二滤波模块。

6.如权利要求5所述的AI装置，其特征在于，所述第一滤波模块和所述第二滤波模块均为射频干扰RFI滤波电路。

7.如权利要求1所述的AI装置，其特征在于，所述第二电压采集模块为第二差分运算放大器。

8.如权利要求1至7任一项所述的AI装置，其特征在于，还包括：

输入端与所述第一电压采集模块以及所述第二电压采集模块连接、输出端与所述处理器连接的信号通路切换模块，用于在接收到所述第一控制指令时控制所述第一电压信号传输至所述处理器；在接收到所述第二控制指令时控制所述第二电压信号传输至所述处理器；

所述处理器还用于在所述智能变送器输出电流信号时，向所述信号通路切换模块发送第一控制指令；在所述智能变送器输出电压信号时，向所述信号通路切换模块发送第二控制指令。

9.如权利要求8所述的AI装置，其特征在于，所述信号通路切换模块包括：

动端与所述处理器连接、第一不动端与所述第一电压采集模块的输出端连接、第二不动端与所述第二电压采集模块的输出端连接的单刀双掷开关，用于在接收到所述第一控制指令时控制所述动端与所述第一不动端连接，以便所述第一电压信号传输至所述处理器；在接收到所述第二控制指令时控制所述动端与所述第二不动端连接，以便所述第二电压信号传输至所述处理器。

10.一种AI系统，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的AI装置，还包括：

与智能变送器以及处理器连接的上位机，用于在所述智能变送器输出电流信号时，向所述处理器发送电流采集指令，在所述智能变送器输出电压信号时，向所述处理器发送电压采集指令。

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