CN114185288A - 电流输出仪表、电流变送器及控制系统 - Google Patents

电流输出仪表、电流变送器及控制系统 Download PDF

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CN114185288A CN202111416466.6A CN202111416466A CN114185288A CN 114185288 A CN114185288 A CN 114185288A CN 202111416466 A CN202111416466 A CN 202111416466A CN 114185288 A CN114185288 A CN 114185288A
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吴雪琼
张宇
吴炯洋
赵俊奎
顾晴雯
李强
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Abstract

本发明涉及电流转换技术领域，公开了一种电流输出仪表、电流变送器及控制系统，该电流输出仪表设置内部供电端口、外部供电端口和公共端口，内部供电端口连接内部供电电源，公共端口连接外部负载的第一端，通过第一防倒灌模块防止从外部供电端口流向公共端口的电流，通过第二防倒灌模块防止从公共端口流向电压电流转换模块的输出端的电流，若内部供电端口连接外部负载的第二端，内部供电电源通过内部供电端口对外部负载供电；若外部供电端口连接外部供电电源，外部供电电源通过外部供电端口对外部负载供电，通过控制内部供电端口或外部供电端口的连接方式切换仪表的输出类型，相较于设计两种仪表电路，降低了仪表电路的复杂程度，进而减少电路成本。

Description

电流输出仪表、电流变送器及控制系统
技术领域
本发明涉及电流转换技术领域，尤其涉及一种电流输出仪表、电流变送器及控制系统。
背景技术
4-20mA电流输出仪表是工业自动化领域过程仪表最普遍的信号传输方式，通常应用于PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)或DCS(DistributedControl System，分散控制系统)等工业控制系统。4-20mA电流输出仪表的电路分为有源输出和无源输出两种输出类型，有源输出指的是由仪表自身供电，在输出端接检流电阻形成电流回路，无源输出则是由外部供电。
目前，由于用户需求不同，设计4-20mA电流输出仪表时都是按照输出类型分别设计一种仪表电路，用户根据需求选择其中一种，增加了仪表电路的复杂程度，进而电路成本较高。
发明内容
为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种电流输出仪表、电流变送器及控制系统，以降低电路成本。
本发明公开了一种电流输出仪表，包括：端口模块，包括内部供电端口、外部供电端口和公共端口，所述内部供电端口连接内部供电电源，所述公共端口连接于外部负载的第一端；第一防倒灌模块，所述第一防倒灌模块的输入端连接于所述公共端口，所述第一防倒灌模块的输出端分别连接所述外部供电端口和电压电流转换模块的输入端；第二防倒灌模块，所述第二防倒灌模块的输入端连接所述电压电流转换模块的输出端，所述第二防倒灌模块的输出端连接所述公共端口；若所述内部供电端口连接所述外部负载的第二端，所述内部供电电源用于通过所述内部供电端口对所述外部负载供电，并通过所述电压电流转换模块进行电流转换；若所述外部供电端口连接外部供电电源，所述外部供电电源用于先后通过所述外部供电端口及所述电压电流转换模块进行电流转换，以对所述外部负载供电。
可选地，所述电流输出仪表还包括：当满足第一预设条件时，所述外部供电端口截止，且所述内部供电电源用于向所述外部负载供电，其中，所述第一预设条件为所述内部供电端口与所述公共端口短接，且所述外部供电端口连接所述外部供电电源。
可选地，所述电流输出仪表还包括以下至少之一：所述第一防倒灌模块包括第一二极管，所述第一二极管的正极连接所述公共端口，所述第一二极管的负极分别连接所述外部供电端口和电压电流转换模块的输入端；所述第二防倒灌模块包括第二二极管，所述第二二极管的正极连接所述电压电流转换模块的输出端，所述第二二极管的负极连接所述公共端口。
可选地，所述电流输出仪表还包括控制模块，所述电流输出仪表还包括以下至少之一：所述第一防倒灌模块包括第一开关管，所述第一开关管的集电极连接所述公共端口，所述第一开关管的发射极分别连接所述外部供电端口和电压电流转换模块的输入端，所述第一开关管的基极连接所述控制模块，所述第一开关管用于接收所述控制模块发送的第一控制信号，以控制所述公共端口与所述外部供电端口之间的导通状态；所述第二防倒灌模块包括第二开关管，所述第二开关管的集电极连接所述电压电流转换模块的输出端，所述第二开关管的发射极连接所述公共端口，所述第二开关管的基极连接所述控制模块，所述第二开关管用于接收所述控制模块发送的第二控制信号，以控制所述公共端口与所述电压电流转换模块的输出端之间的导通状态。
可选地，所述电流输出仪表还包括控制模块，所述电流输出仪表还包括以下至少之一：所述第一防倒灌模块包括第一可控开关，所述第一可控开关的第一端连接所述公共端口，所述第一可控开关的第二端分别连接所述外部供电端口和电压电流转换模块的输入端，所述第一可控开关的第三端连接所述控制模块，所述第一可控开关用于接收所述控制模块发送的第一控制信号，以控制所述公共端口与所述外部供电端口之间的导通状态；所述第二防倒灌模块包括第二可控开关，所述第二可控开关的第一端连接所述电压电流转换模块的输出端，所述第二可控开关的第二端连接所述公共端口，所述第二可控开关的第三端连接所述控制模块，所述第二可控开关用于接收所述控制模块发送的第二控制信号，以控制所述第三端口与所述电压电流转换模块的输出端之间的导通状态。
可选地，所述电压电流转换模块包括运算放大器、第一三极管、第二三极管、第一防自激单元、第二防自激单元、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻以及第七电阻，所述电流输出仪表还包括：所述运算放大器的输出端经过所述第五电阻后连接至第一三极管的基极；所述运算放大器的反向输入端经过所述第六电阻后分别连接所述第一电阻的第一端、所述第一三极管的发射极以及接地电平；所述运算放大器的同向输入端先后经过所述第七电阻和所述第三电阻后连接所述电压电流转换模块的输出端；所述第一三极管的集电极经过所述第四电阻后连接至第二三极管的发射极；所述第二三极管的基极连接工作电源；所述第二三极管的集电极连接所述电压电流转换模块的输入端正极；所述第一防自激单元的第一端连接第一三极管的集电极，所述第一防自激单元的第二端连接第一三极管的基极；所述第二防自激单元的第一端连接所述运算放大器的输出端，所述第二防自激单元的第二端连接所述运算放大器的反向输入端；所述第七电阻和所述第三电阻之间连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端分别连接所述第一电阻的第二端和所述电压电流转换模块的输入端负极；其中，根据所述第一电阻的电阻值、所述第二电阻的电阻值、所述第三电阻的电阻值以及所述第一电阻的电流值确定所述电压电流转换模块的输出端的电压值。
可选地，所述电压电流转换模块还包括第一滤波电容、第二滤波电容、第三滤波电容、第四滤波电容和第五滤波电容的至少之一，所述电流输出仪表还包括：所述第一滤波电容的第一端连接所述电压电流转换模块的输入端正极，所述第一滤波电容的第二端连接所述电压电流转换模块的输入端负极；所述第二滤波电容的第一端连接所述第二三极管的集电极，所述第二滤波电容的第二端连接所述第一三极管的发射极；所述第三滤波电容的第一端连接所述运算放大器的同向输入端，所述第三滤波电容的第二端连接所述第一三极管的发射极；所述第七电阻包括第一子电阻和第二子电阻，所述第一子电阻的第一端连接所述运算放大器的同向输入端，所述第一子电阻的第二端分别连接所述第四滤波电容和所述第二子电阻的第一端，所述第二子电阻的第二端连接所述第三电阻；第五滤波电容，所述第七电阻和所述第三电阻之间连接所述第五滤波电容的第一端，所述第五滤波电容的另一段接地。
可选地，根据以下方法确定所述电压电流转换模块的输出端的电压值：I1·R1＝VOUT×R2/R3，其中，VOUT为所述电压电流转换模块的输出端的电压值，I1为所述第一电阻的电流值，R1为所述第一电阻的电阻值，R2为所述第二电阻的电阻值，R3为所述第三电阻的电阻值。
本发明公开了一种电流变送器，所述电流变送器包含上述的电流输出仪表。
本发明公开了一种控制系统，所述控制系统包括上述的电流变送器
本发明的有益效果：通过设置内部供电端口、外部供电端口和公共端口，内部供电端口连接内部供电电源，公共端口连接于外部负载的第一端，并通过第一防倒灌模块防止从外部供电端口流向公共端口的电流，通过第二防倒灌模块防止从公共端口流向电压电流转换模块的输出端的电流，若内部供电端口连接外部负载的第二端，内部供电电源通过内部供电端口对外部负载供电；若外部供电端口连接外部供电电源，外部供电电源通过外部供电端口对外部负载供电。这样，通过控制内部供电端口或外部供电端口的连接方式切换仪表的输出类型，相较于设计两种仪表电路，降低了仪表电路的复杂程度，进而减少电路成本。
附图说明
图1是本发明实施例中一个电流输出仪表的结构示意图；
图2-1是本发明实施例中另一个电流输出仪表的结构示意图；
图2-2是本发明实施例中另一个电流输出仪表的结构示意图；
图3是本发明实施例中另一个电流输出仪表的结构示意图；
图4是本发明实施例中另一个电流输出仪表的结构示意图；
图5是本发明实施例中一个电压电流转换模块的结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的子样本可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本发明实施例的更透彻的解释，然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明的实施例是显而易见的，在其他实施例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备，以避免使本发明的实施例难以理解。
本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。
本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。
术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。
结合图1所示，本公开实施例提供了一种电流输出仪表，包括端口模块101、第一防倒灌模块102、第二防倒灌模块103、内部供电电源104和电压电流转换模块105。端口模块101包括内部供电端口1011、外部供电端口1012和公共端口1013，内部供电端口连接内部供电电源104，公共端口连接于外部负载的第一端。第一防倒灌模块102的输入端连接于公共端口，第一防倒灌模块的输出端分别连接外部供电端口和电压电流转换模块105的输入端。第二防倒灌模块103的输入端连接电压电流转换模块的输出端，第二防倒灌模块的输出端连接公共端口。
其中，若内部供电端口连接外部负载的第二端，内部供电电源用于通过内部供电端口对外部负载供电，并通过电压电流转换模块进行电流转换；若外部供电端口连接外部供电电源，外部供电电源用于先后通过外部供电端口及电压电流转换模块进行电流转换，以对外部负载供电。
采用本公开实施例提供的电流输出仪表，通过设置内部供电端口、外部供电端口和公共端口，内部供电端口连接内部供电电源，公共端口连接于外部负载的第一端，并通过第一防倒灌模块防止从外部供电端口流向公共端口的电流，通过第二防倒灌模块防止从公共端口流向电压电流转换模块的输出端的电流，若内部供电端口连接外部负载的第二端，内部供电电源通过内部供电端口对外部负载供电；若外部供电端口连接外部供电电源，外部供电电源通过外部供电端口对外部负载供电。这样，通过控制内部供电端口或外部供电端口的连接方式切换仪表的输出类型，相较于设计两种仪表电路，降低了仪表电路的复杂程度，进而减少电路成本。并且，在降低仪表电路的复杂程度的同时，也降低了维护难度和维护成本。
可选地，电流输出仪表为4-20mA电流输出仪表。
可选地，电压电流转换模块的输出端接地，电压电流转换模块用于将输入电压转换为恒定输出电流。
可选地，内部供电电源的负极接地。
可选地，外部供电电源的负极连接AGND(Analog Ground，模拟地端)。
可选地，外部供电电源的电压与内部供电电源的电压相等，其中，外部供电电源的电压包括20V至24V。
可选地，外部负载包括工业控制系统的检流电阻，检流电阻的第一端连接公共端口，检流电阻的第二端连接AGND或内部供电端口，其中，所述工业控制系统包括PLC、DCS等中的至少一种。
可选地，检流电阻的电阻值包括50Ω至250Ω。
可选地，工业控制系统还包括外部供电电源、放大模块和运算处理模块，放大模块连接检流电阻，运算处理模块连接放大模块，其中，检流电阻的电压经过放大模块增益后，输出至运算处理模块，以根据检流电阻的电压获取测量结果。
结合图2-1所示，可选地，若内部供电端口连接外部负载的第二端，内部供电电源用于通过内部供电端口对外部负载供电，并通过电压电流转换模块进行电流转换，其中，内部供电电源104、内部供电端口1011、外部负载、公共端口1013、第一防倒灌模块102、电压电流转换模块105组成第一供电回路，内部供电端口1011输出恒定输出电流。
结合图2-2所示，可选地，若外部供电端口连接外部供电电源，外部供电电源用于先后通过外部供电端口及电压电流转换模块进行电流转换，以对外部负载供电，其中，外部供电电源、外部供电端口1012、电压电流转换模块105、第二防倒灌模块103、公共端口1013、外部负载组成第二供电回路，公共端口1013流出恒定输出电流。
结合图3所示，可选地，电流输出仪表还包括：当满足第一预设条件时，外部供电端口1012截止，且内部供电电源104用于向外部负载供电，其中，第一预设条件为内部供电端口1011与公共端口1013短接，且外部供电端口1012连接外部供电电源。这样，若用户误短接造成同时连接内部供电电源和外部供电电源，外部供电电源不构成回路，内部供电电源向外部负载供电，电流不通过电流输出仪表内部，不会损坏电路，进而保护电流输出仪表。
在一些实施例中，外部供电电源的电压为24V，内部供电电源的电压为24V，外部负载的电阻为250Ω，恒定输出电流为20mA，则第一防倒灌模块的输入端的电压为24V，第一防倒灌模块的输出端的电压为18.3V，则第二供电回路不成立，内部供电电源向外部负载供电。
可选地，电流输出仪表还包括以下至少之一：第一防倒灌模块包括第一二极管，第一二极管的正极连接公共端口，第一二极管的负极分别连接外部供电端口和电压电流转换模块的输入端；第二防倒灌模块包括第二二极管，第二二极管的正极连接电压电流转换模块的输出端，第二二极管的负极连接公共端口。
结合图4所示，本公开实施例提供了一种电流输出仪表，包括端口模块101、第一防倒灌模块102、第二防倒灌模块103、内部供电电源104和电压电流转换模块105。端口模块101包括内部供电端口1011、外部供电端口1012和公共端口1013，内部供电端口连接内部供电电源104，公共端口连接于外部负载的第一端。第一防倒灌模块102包括第一二极管1021，第一二极管的正极连接公共端口，第一二极管的负极分别连接外部供电端口和电压电流转换模块105的输入端。第二防倒灌模块103包括第二二极管1031，第二二极管的正极连接电压电流转换模块的输出端，第二二极管的负极连接公共端口。
采用本公开实施例提供的电流输出仪表，通过设置内部供电端口、外部供电端口和公共端口，内部供电端口连接内部供电电源，公共端口连接于外部负载的第一端，并通过第一二极管防止从外部供电端口流向公共端口的电流，通过第二二极管防止从公共端口流向电压电流转换模块的输出端的电流，若内部供电端口连接外部负载的第二端，内部供电电源通过内部供电端口对外部负载供电；若外部供电端口连接外部供电电源，外部供电电源通过外部供电端口对外部负载供电。这样，通过控制内部供电端口或外部供电端口的连接方式切换仪表的输出类型，相较于设计两种仪表电路，降低了仪表电路的复杂程度，进而减少电路成本。并且，相较于通过增加开关器件切换仪表的输出类型，用户不需要对电流输出仪表开盖操作，便于切换仪表的输出类型，同时便于仪表维护。
可选地，电流输出仪表还包括控制模块，电流输出仪表还包括以下至少之一：第一防倒灌模块包括第一开关管，第一开关管的集电极连接公共端口，第一开关管的发射极分别连接外部供电端口和电压电流转换模块的输入端，第一开关管的基极连接控制模块，第一开关管用于接收控制模块发送的第一控制信号，以控制公共端口与外部供电端口之间的导通状态；第二防倒灌模块包括第二开关管，第二开关管的集电极连接电压电流转换模块的输出端，第二开关管的发射极连接公共端口，第二开关管的基极连接控制模块，第二开关管用于接收控制模块发送的第二控制信号，以控制公共端口与电压电流转换模块的输出端之间的导通状态。
可选地，电流输出仪表还包括控制模块，电流输出仪表还包括以下至少之一：第一防倒灌模块包括第一可控开关，第一可控开关的第一端连接公共端口，第一可控开关的第二端分别连接外部供电端口和电压电流转换模块的输入端，第一可控开关的第三端连接控制模块，第一可控开关用于接收控制模块发送的第一控制信号，以控制公共端口与外部供电端口之间的导通状态；第二防倒灌模块包括第二可控开关，第二可控开关的第一端连接电压电流转换模块的输出端，第二可控开关的第二端连接公共端口，第二可控开关的第三端连接控制模块，第二可控开关用于接收控制模块发送的第二控制信号，以控制第三端口与电压电流转换模块的输出端之间的导通状态。
可选地，电压电流转换模块包括运算放大器、第一三极管、第二三极管、第一防自激单元、第二防自激单元、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻以及第七电阻，电流输出仪表还包括：运算放大器的输出端经过第五电阻后连接至第一三极管的基极；运算放大器的反向输入端经过第六电阻后分别连接第一电阻的第一端、第一三极管的发射极以及接地电平；运算放大器的同向输入端先后经过第七电阻和第三电阻后连接电压电流转换模块的输出端；第一三极管的集电极经过第四电阻后连接至第二三极管的发射极；第二三极管的基极连接工作电源；第二三极管的集电极连接电压电流转换模块的输入端正极；第一防自激单元的第一端连接第一三极管的集电极，第一防自激单元的第二端连接第一三极管的基极；第二防自激单元的第一端连接运算放大器的输出端，第二防自激单元的第二端连接运算放大器的反向输入端；第七电阻和第三电阻之间连接第二电阻的第一端，第二电阻的第二端分别连接第一电阻的第二端和电压电流转换模块的输入端负极；其中，根据第一电阻的电阻值、第二电阻的电阻值、第三电阻的电阻值以及第一电阻的电流值确定电压电流转换模块的输出端的电压值。
可选地，工作电源用于通过第二三极管为运算放大器供电。
可选地，第一防自激单元包括防自激电容和防自激电阻，其中，防自激电容和防自激电阻组成前馈控制电路，以防止运算放大器自激。
可选地，第二防自激单元包括密勒电容，以防止运算放大器自激。
可选地，电压电流转换模块还包括第一滤波电容、第二滤波电容、第三滤波电容、第四滤波电容和第五滤波电容的至少之一，电流输出仪表还包括：第一滤波电容的第一端连接电压电流转换模块的输入端正极，第一滤波电容的第二端连接电压电流转换模块的输入端负极；第二滤波电容的第一端连接第二三极管的集电极，第二滤波电容的第二端连接第一三极管的发射极；第三滤波电容的第一端连接运算放大器的同向输入端，第三滤波电容的第二端连接第一三极管的发射极；第七电阻包括第一子电阻和第二子电阻，第一子电阻的第一端连接运算放大器的同向输入端，第一子电阻的第二端分别连接第四滤波电容和第二子电阻的第一端，第二子电阻的第二端连接第三电阻；第五滤波电容，第七电阻和第三电阻之间连接第五滤波电容的第一端，第五滤波电容的另一段接地。
可选地，第一滤波电容用于对电压电流转换模块的输入端的输入电压进行滤波。
可选地，第三滤波电容包括反馈滤波电容，以滤除电路中的高频信号。
可选地，根据以下方法确定电压电流转换模块的输出端的电压值：
I1·R1＝VOUT×R2/R3，
其中，VOUT为电压电流转换模块的输出端的电压值，I1为第一电阻的电流值，R1为第一电阻的电阻值，R2为第二电阻的电阻值，R3为第三电阻的电阻值。
结合图5所示，本公开实施例提供一种电压电流转换模块，包括运算放大器501、第一三极管502、第二三极管503、第一防自激单元504、第二防自激单元505、第一电阻506、第二电阻507、第三电阻508、第四电阻509、第五电阻510、第六电阻511、第一子电阻512、第二子电阻513、第一滤波电容514、第二滤波电容515、第三滤波电容516、第四滤波电容517和第五滤波电容518。运算放大器501的输出端经过第五电阻510后连接至第一三极管502的基极；运算放大器501的反向输入端经过第六电阻511后分别连接第一电阻506的第一端、第一三极管502的发射极以及接地电平；运算放大器501的同向输入端先后经过第一子电阻512、第二子电阻513和第三电阻508后连接电压电流转换模块的输出端B；第一三极管502的集电极经过第四电阻509后连接至第二三极管503的发射极；第二三极管503的基极连接工作电源C；第二三极管503的集电极连接电压电流转换模块的输入端正极A1；第一防自激单元504的第一端连接第一三极管502的集电极，第一防自激单元504的第二端连接第一三极管502的基极；第二防自激单元505的第一端连接运算放大器501的输出端，第二防自激单元505的第二端连接运算放大器501的反向输入端；第二子电阻513和第三电阻508之间连接第二电阻507的第一端，第二电阻507的第二端分别连接第一电阻506的第二端和电压电流转换模块的输入端负极A2；第一滤波电容514的第一端连接电压电流转换模块的输入端正极A1，第一滤波电容514的第二端连接电压电流转换模块的输入端负极A2；第二滤波电容515的第一端连接第二三极管503的集电极，第二滤波电容515的第二端连接第一三极管502的发射极；第三滤波电容516的第一端连接运算放大器501的同向输入端，第三滤波电容516的第二端连接第一三极管502的发射极；第一子电阻512的第二端分别连接第四滤波电容517和第二子电阻513的第一端；第二子电阻513和第三电阻508之间连接第五滤波电容518的第一端，第五滤波电容518的另一段接地。
本公开实施例提供了一种电流变送器，电流变送器包含上述的电流输出仪表。
采用本公开实施例提供的电流变送器，通过设置内部供电端口、外部供电端口和公共端口，内部供电端口连接内部供电电源，公共端口连接于外部负载的第一端，并通过第一可控开关防止从外部供电端口流向公共端口的电流，通过第二可控开关防止从公共端口流向电压电流转换模块的输出端的电流，若内部供电端口连接外部负载的第二端，内部供电电源通过内部供电端口对外部负载供电；若外部供电端口连接外部供电电源，外部供电电源通过外部供电端口对外部负载供电。这样，通过控制内部供电端口或外部供电端口的连接方式切换仪表的输出类型，相较于设计两种仪表电路，降低了仪表电路的复杂程度，进而减少电路成本。并且，在降低仪表电路的复杂程度的同时，也降低了维护难度和维护成本。
本公开实施例提供了一种控制系统，控制系统包括上述的电流变送器。
本实施例中的计算机可读存储介质，本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序相关的硬件来完成。前述的计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本实施例公开的电子设备，包括处理器、存储器、收发器和通信接口，存储器和通信接口与处理器和收发器连接并完成相互间的通信，存储器用于存储计算机程序，通信接口用于进行通信，处理器和收发器用于运行计算机程序，使电子设备执行如上方法的各个步骤。
在本实施例中，存储器可能包含随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、图形处理器(Graphics Processing Unit，简称GPU)，网络处理器(NetworkProcessor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和子样本可以被包括在或替换其他实施例的部分和子样本。而且，本申请中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的，除非上下文清楚地表明，否则单数形式的“一个”(a)、“一个”(an)和“所述”(the)旨在同样包括复数形式。类似地，如在本申请中所使用的术语“和/或”是指包含一个或一个以上相关联的列出的任何以及所有可能的组合。另外，当用于本申请中时，术语“包括”(comprise)及其变型“包括”(comprises)和/或包括(comprising)等指陈述的子样本、整体、步骤、操作、元素，和/或组件的存在，但不排除一个或一个以上其它子样本、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。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、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中，每个实施例重点说明的可以是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分可以互相参见。对于实施例公开的方法、产品等而言，如果其与实施例公开的方法部分相对应，那么相关之处可以参见方法部分的描述。
本领域技术人员可以意识到，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、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，可以取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。所述技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法以实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开实施例的范围。所述技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本文所披露的实施例中，所揭露的方法、产品(包括但不限于装置、设备等)，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，可以仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些子样本可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例。另外，在本公开实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。在附图中的流程图和框图所对应的描述中，不同的方框所对应的操作或步骤也可以以不同于描述中所披露的顺序发生，有时不同的操作或步骤之间不存在特定的顺序。例如，两个连续的操作或步骤实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

Claims (10)

1.一种电流输出仪表，其特征在于，包括：
端口模块，包括内部供电端口、外部供电端口和公共端口，所述内部供电端口连接内部供电电源，所述公共端口连接于外部负载的第一端；
第一防倒灌模块，所述第一防倒灌模块的输入端连接于所述公共端口，所述第一防倒灌模块的输出端分别连接所述外部供电端口和电压电流转换模块的输入端；
第二防倒灌模块，所述第二防倒灌模块的输入端连接所述电压电流转换模块的输出端，所述第二防倒灌模块的输出端连接所述公共端口；
若所述内部供电端口连接所述外部负载的第二端，所述内部供电电源用于通过所述内部供电端口对所述外部负载供电，并通过所述电压电流转换模块进行电流转换；
若所述外部供电端口连接外部供电电源，所述外部供电电源用于先后通过所述外部供电端口及所述电压电流转换模块进行电流转换，以对所述外部负载供电。
2.根据权利要求1所述的电流输出仪表，其特征在于，所述电流输出仪表还包括：
当满足第一预设条件时，所述外部供电端口截止，且所述内部供电电源用于向所述外部负载供电，其中，所述第一预设条件为所述内部供电端口与所述公共端口短接，且所述外部供电端口连接所述外部供电电源。
3.根据权利要求1所述的电流输出仪表，其特征在于，所述电流输出仪表还包括以下至少之一：
所述第一防倒灌模块包括第一二极管，所述第一二极管的正极连接所述公共端口，所述第一二极管的负极分别连接所述外部供电端口和电压电流转换模块的输入端；
所述第二防倒灌模块包括第二二极管，所述第二二极管的正极连接所述电压电流转换模块的输出端，所述第二二极管的负极连接所述公共端口。
4.根据权利要求1所述的电流输出仪表，其特征在于，所述电流输出仪表还包括控制模块，所述电流输出仪表还包括以下至少之一：
所述第一防倒灌模块包括第一开关管，所述第一开关管的集电极连接所述公共端口，所述第一开关管的发射极分别连接所述外部供电端口和电压电流转换模块的输入端，所述第一开关管的基极连接所述控制模块，所述第一开关管用于接收所述控制模块发送的第一控制信号，以控制所述公共端口与所述外部供电端口之间的导通状态；
所述第二防倒灌模块包括第二开关管，所述第二开关管的集电极连接所述电压电流转换模块的输出端，所述第二开关管的发射极连接所述公共端口，所述第二开关管的基极连接所述控制模块，所述第二开关管用于接收所述控制模块发送的第二控制信号，以控制所述公共端口与所述电压电流转换模块的输出端之间的导通状态。
5.根据权利要求1所述的电流输出仪表，其特征在于，所述电流输出仪表还包括控制模块，所述电流输出仪表还包括以下至少之一：
所述第一防倒灌模块包括第一可控开关，所述第一可控开关的第一端连接所述公共端口，所述第一可控开关的第二端分别连接所述外部供电端口和电压电流转换模块的输入端，所述第一可控开关的第三端连接所述控制模块，所述第一可控开关用于接收所述控制模块发送的第一控制信号，以控制所述公共端口与所述外部供电端口之间的导通状态；
所述第二防倒灌模块包括第二可控开关，所述第二可控开关的第一端连接所述电压电流转换模块的输出端，所述第二可控开关的第二端连接所述公共端口，所述第二可控开关的第三端连接所述控制模块，所述第二可控开关用于接收所述控制模块发送的第二控制信号，以控制所述第三端口与所述电压电流转换模块的输出端之间的导通状态。
6.根据权利要求1至5任一项所述的电流输出仪表，其特征在于，所述电压电流转换模块包括运算放大器、第一三极管、第二三极管、第一防自激单元、第二防自激单元、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻以及第七电阻，所述电流输出仪表还包括：
所述运算放大器的输出端经过所述第五电阻后连接至第一三极管的基极；
所述运算放大器的反向输入端经过所述第六电阻后分别连接所述第一电阻的第一端、所述第一三极管的发射极以及接地电平；
所述运算放大器的同向输入端先后经过所述第七电阻和所述第三电阻后连接所述电压电流转换模块的输出端；
所述第一三极管的集电极经过所述第四电阻后连接至第二三极管的发射极；
所述第二三极管的基极连接工作电源；
所述第二三极管的集电极连接所述电压电流转换模块的输入端正极；
所述第一防自激单元的第一端连接第一三极管的集电极，所述第一防自激单元的第二端连接第一三极管的基极；
所述第二防自激单元的第一端连接所述运算放大器的输出端，所述第二防自激单元的第二端连接所述运算放大器的反向输入端；
所述第七电阻和所述第三电阻之间连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端分别连接所述第一电阻的第二端和所述电压电流转换模块的输入端负极；
其中，根据所述第一电阻的电阻值、所述第二电阻的电阻值、所述第三电阻的电阻值以及所述第一电阻的电流值确定所述电压电流转换模块的输出端的电压值。
7.根据权利要求6所述的电流输出仪表，其特征在于，所述电压电流转换模块还包括第一滤波电容、第二滤波电容、第三滤波电容、第四滤波电容和第五滤波电容的至少之一，所述电流输出仪表还包括：
所述第一滤波电容的第一端连接所述电压电流转换模块的输入端正极，所述第一滤波电容的第二端连接所述电压电流转换模块的输入端负极；
所述第二滤波电容的第一端连接所述第二三极管的集电极，所述第二滤波电容的第二端连接所述第一三极管的发射极；
所述第三滤波电容的第一端连接所述运算放大器的同向输入端，所述第三滤波电容的第二端连接所述第一三极管的发射极；
所述第七电阻包括第一子电阻和第二子电阻，所述第一子电阻的第一端连接所述运算放大器的同向输入端，所述第一子电阻的第二端分别连接所述第四滤波电容和所述第二子电阻的第一端，所述第二子电阻的第二端连接所述第三电阻；
第五滤波电容，所述第七电阻和所述第三电阻之间连接所述第五滤波电容的第一端，所述第五滤波电容的另一段接地。
8.根据权利要求6所述的电流输出仪表，其特征在于，根据以下方法确定所述电压电流转换模块的输出端的电压值：
I1·R1＝VOUT×R2/R3，
其中，VOUT为所述电压电流转换模块的输出端的电压值，I1为所述第一电阻的电流值，R1为所述第一电阻的电阻值，R2为所述第二电阻的电阻值，R3为所述第三电阻的电阻值。
9.一种电流变送器，其特征在于，所述电流变送器包含权利要求1至8任一项所述的电流输出仪表。
10.一种控制系统，其特征在于，所述控制系统包括权利要求9所述的电流变送器。
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