CN114323096A - 一种通用型过程参数显示仪表 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种通用型过程参数显示仪表，涉及工业测量控制用显示仪表的技术领域，包括配置输入、处理器、显示器和信号采集装置；第一处理器被配置为响应于配置输入的选择确定信号采集装置的至少一个配置参数，并将所述配置参数发给第二处理器；所述第二处理器被配置为与所述信号采集装置相连，基于所述配置参数处理由所述信号采集装置采集的待测信号，并根据处理得到的采集参数驱动点亮第二显示器；所述第一处理器被配置为根据处理得到的采集参数驱动点亮第一显示器。本申请能够解决过程参数显示仪表的各类物理量或量程单一且难以满足可靠性的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及工业测量控制用显示仪表的技术领域，特别涉及一种通用型过程参数显示仪表。
背景技术
过程参数显示仪表是工业测量控制中重要的显示设备之一，其显示参数如压力、阀门开度、流量、温度、转速等，这些显示参数中，压力、阀门开度、流量信号多采用4～20mA电流信号的形式传输，温度信号多采用Pt100铂电阻进行测量，转速信号多采用频率脉冲信号的形式传输。在实际测量场合上，常常需要多种参数类型的参与，而且即使同一种类型的过程参数若量程不同显示仪表也难以通用。
当前情况下，过程参数显示仪表在实际的测量场合上，需要使用较多种类的显示仪表，如输入为4～20mA电流信号形式的0～100KPa的压力显示仪表、输入为铂电阻形式的0～100℃温度显示仪表和输入为0～100r/min的转速显示仪表。
然而，这些过程参数显示仪表的量程或物理量类型均单一且无法通用，导致了大量的显示仪表产生，给过程参数显示仪表的维护保养带来了极大不便。
同时，过程参数显示仪表多只设置一个主控制器芯片，若主控制器芯片出现故障，容易造成显示仪表的失效，也难以满足过程参数的可靠显示需求。
发明内容
本申请实施例提供一种通用型过程参数显示仪表，以解决相关技术中过程参数显示仪表各类物理量或量程单一且难以满足可靠性的技术问题。
本申请实施例提供了一种通用型过程参数显示仪表，包括配置输入、处理器、显示器和信号采集装置；
第一处理器被配置为响应于配置输入的选择确定信号采集装置的至少一个配置参数，并将所述配置参数发给第二处理器；
所述第二处理器被配置为与所述信号采集装置相连，基于所述配置参数处理由所述信号采集装置采集的待测信号，并根据处理得到的采集参数驱动点亮第二显示器；
所述第一处理器被配置为根据处理得到的采集参数驱动点亮第一显示器。
一些实施例中，所述信号采集装置包括多个不同的信号采集模块，不同的所述信号采集模块包括电流采集模块、铂电阻采集模块或频率采集模块。
一些实施例中，所述信号采集模块还被配置为不同量程。
一些实施例中，所述第一处理器还被配置为响应于配置输入的选择确定多个信号采集模块的配置参数；
所述第二处理器还被配置为基于多个所述配置参数处理由相应的信号采集模块采集的各个待测信号，并根据处理得到的采集参数分别驱动点亮多个第二显示器。
一些实施例中，若所述第一处理器将所述配置参数发给所述第二处理器，则所述第二处理器更新并存储该配置参数。
一些实施例中，所述第一处理器包括ARM处理器，和/或所述第二处理器包括FPGA模块。
一些实施例中，所述第一显示器包括液晶显示器，和/或所述第二显示器包括数码管驱动显示模块。
一些实施例中，所述液晶显示器为具有RGB接口的LCD液晶屏，该LCD液晶屏用于显示采集参数的实时数值和该采集参数的变化曲线。
一些实施例中，所述配置参数包括信号类型、信号量程和信号单位。
一些实施例中，所述配置输入基于参数设置界面输入。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
配置完成的信号采集装置在两个处理器的操作下使得不同待测信号均能够在一个显示仪表上兼容，避免了显示仪表的大量使用而提高测量成本，实现了单个显示仪表的通用性；同时，信号采集装置采集的待测信号由第一处理器驱动点亮的第一显示器和由第二处理器驱动点亮的第二显示器进行双路显示，提高显示仪表的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种通用型过程参数显示仪表的第一种结构框图；
图2为本申请实施例提供的一种通用型过程参数显示仪表的第二种结构框图；
图3为两个电流采集模块与FPGA模块的连接框图；
图4为电源模块的具体结构框图；
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
本申请实施例提供了一种通用型过程参数显示仪表，配置完成的信号采集装置在两个处理器的操作下使得不同待测信号均能够在一个显示仪表上兼容，避免了显示仪表的大量使用而提高测量成本，实现了单个显示仪表的通用性；同时，信号采集装置采集的待测信号由第一处理器驱动点亮的第一显示器和由第二处理器驱动点亮的第二显示器进行双路显示，提高显示仪表的可靠性。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示，本申请实施例提供了一种通用型过程参数显示仪表，包括配置输入、处理器、显示器和信号采集装置；
第一处理器被配置为响应于配置输入的选择确定信号采集装置的至少一个配置参数，并将所述配置参数发给第二处理器；
所述第二处理器被配置为与所述信号采集装置相连，基于所述配置参数处理由所述信号采集装置采集的待测信号，并根据处理得到的采集参数驱动点亮第二显示器；
所述第一处理器被配置为根据处理得到的采集参数驱动点亮第一显示器。
本申请实施例提供的一种通用型过程参数显示仪表的工作原理为：
根据实际需求配置输入，第一处理器响应于配置输入的选择确定信号采集装置的择一的配置参数，并将该配置参数发给第二处理器；
所述信号采集装置在进行参数配置后，持续采集待测信号以获取到待测信息；
所述第二处理器根据获取的待测信息和接收的配置参数共同处理得到所述待测信号的采集参数，也就是过程参数，输出所述采集参数给第二显示器和所述第一处理器，并驱动所述第二显示器对该采集参数进行显示；
所述第一处理器根据由第二处理器传输的过程参数驱动点亮第一显示器。
进一步地，所述信号采集装置包括多个不同的信号采集模块，不同的所述信号采集模块包括电流采集模块、铂电阻采集模块或频率采集模块。
如图1所示，在本实施例中，根据实际需求配置输入，第一处理器响应于配置输入的选择确定一个信号采集模块的配置参数，并将该配置参数发给第二处理器；
根据确定的配置参数配置信号采集模块并得到需要的信号采集模块，以使得到的信号采集模块持续采集待测信号以获取到待测信息；
所述第二处理器根据获取的待测信息和接收的配置参数共同处理得到所述待测信号的采集参数，也就是过程参数，输出所述采集参数给第二显示器和所述第一处理器，并驱动所述第二显示器对该采集参数进行显示；
所述第一处理器根据由第二处理器传输的过程参数驱动点亮第一显示器。
在本实施例中，不同的信号采集模块有信号采集模块1、信号采集模块2和信号采集模块3，若根据实际需要信号采集模块2用来采集待测信号，则在显示仪表正式工作运行前，基于可编辑的配置输入提前配置好第一处理器和第二处理器，那么后期显示仪表则根据信号采集模块2获取到的待测信息并结合配置参数即可确定待测信号的过程参数。
进一步地，所述信号采集模块还被配置为不同量程。
在本实施例中，不同的信号采集模块为不同类型的信号采集模块，如电流采集模块、铂电阻采集模块或频率采集模块等。且同一类型的信号采集模块也能够通过配置得到不同的量程，解决同一种类型的过程参数若量程不同显示仪表也难以通用的缺陷。
优选地，所述第一处理器包括ARM处理器，和/或所述第二处理器包括FPGA模块。
优选地，所述第一显示器包括液晶显示器，和/或所述第二显示器包括数码管驱动显示模块。
更进一步地，所述第一处理器还被配置为响应于配置输入的选择确定多个信号采集模块的配置参数；
所述第二处理器还被配置为基于多个所述配置参数处理由相应的信号采集模块采集的各个待测信号，并根据处理得到的采集参数分别驱动点亮多个第二显示器。
如图2所示，在一个具体的实施例中，需要使用到电流采集模块进行待测信号1的采集，铂电阻采集模块进行待测信号2的采集，根据电流采集模块和铂电阻采集模块的实际需求提前设定配置输入，ARM处理器响应于配置输入的选择确定电流采集模块的配置参数1和铂电阻采集模块的配置参数2，并发送确定的配置参数1和配置参数2给FPGA模块。
在显示仪表工作时，向电流采集模块输入待测信号1，铂电阻采集模块输入待测信号2。所述电流采集模块采集待测信号1并获取到待测信息1，所述铂电阻采集模块采集待测信号2并获取到待测信息2。所述FPGA模块基于配置参数1和配置参数2识别待测信息1和待测信息2，根据待测信息1和配置参数1共同处理得到待测信号1的过程参数1，根据待测信息2和配置参数2共同处理得到待测信号2的过程参数2。所述FPGA模块向数码管驱动显示模块1输出过程参数1，向数码管驱动显示模块2输出过程参数2，还向ARM处理器输出过程参数1和过程参数2。所述ARM处理器接收过程参数1和过程参数2，并驱动液晶显示器将过程参数1和过程参数2进行屏显。
进一步地，每个类型的信号采集模块均有两个，两个同类型的信号采集模块均与FPGA模块相连。如图3所示，两个电流采集模块均与FPGA模块连接。
具体地，所述电流采样模块包括依次连接的采样电阻、模数转换器和数字隔离器，所述数字隔离器与所述FPGA模块相连。在本实施例中，向电流采样模块输入待测电流信号，待测电流信号在采样电阻上产生电压信号，该电压信号被模数转换器采集后转换为数字信号，并经数字隔离器输出给FPGA模块，以供FPGA模块处理输出给数码管驱动显示模块。
若信号采集模块为铂电阻采集模块以通过外部传感器铂电阻来获取温度信息，所述铂电阻采集模块包括依次连接集成可编程激励电流源的ADC芯片和数字隔离器芯片，所述集成可编程激励电流源的ADC芯片被配置为产生激励电流加载至铂电阻，采集该铂电阻上的电压信号并转换为数字信号。以四线制铂电阻为例，所述集成可编程激励电流源的ADC芯片产生激励电流加载至铂电阻的引脚1和引脚4；所述铂电阻上产生电压信号；所述集成可编程激励电流源的ADC芯片通过铂电阻的引脚2和引脚3采集所述铂电阻的电压信号，并转换为数字信号，并经数字隔离器芯片输出给FPGA模块，以供FPGA模块处理输出给数码管驱动显示模块。
若信号采集模块为频率采集模块以获取转速信息，该频率采集模块包括与FPGA模块均连接的第一光耦、第二光耦和第三光耦，第一光耦接收A相脉冲信号并隔离A相频率信号，第二光耦接收B相脉冲信号并隔离B相频率信号，第三光耦接收开关量信号输入并隔离指示转速方向的开关量输入信号，三个光耦根据设置的配置既可以处理两相三线的频率脉冲信号，即选择第一光耦和第二光耦；也可以处理一路脉冲信号搭配一路指示转速方向的开关量输入信号的频率脉冲信号，即选择第三光耦和第一光耦，或选择第三光耦和第二光耦。
优选地，若所述第一处理器将所述配置参数发给所述第二处理器，则所述第二处理器更新并存储该配置参数。
在本实施例中，若第一处理器发生异常，由于配置参数在显示仪表正式运行工作前已经发给第二处理器且存储在第二处理器中，那么在显示仪表运行时，即使ARM处理器出现故障，影响液晶显示器的显示功能，也不影响数码管驱动显示模块的显示功能，满足重要的过程参数的可靠显示需求。
具体地，所述第一处理器与所述第二处理器采用RS422通信。
进一步地，所述第一处理器还支持过程参数的缓存，即液晶显示器显示的数据的缓存。
更进一步地，所述液晶显示器为具有RGB接口的LCD液晶屏，该LCD液晶屏用于显示采集参数的实时数值和该采集参数的变化曲线。
在本实施例中，所述液晶显示器较数码管驱动显示模块而言，除了能显示采集参数/过程参数的数值外，还能够由变化曲线表征显示一段时间的变化趋势信息，以供观测过程参数在一段时间的变化趋势以供后续的研究。
具体地，所述配置参数包括信号类型、信号量程和信号单位。信号类型不同或信号量程不同均可视为信号采集模块是不同的，显示仪表的配置参数使其满足不同的物理量、不同的量程的显示需求，实现显示仪表的标准化、通用化，减少过程参数测量中的耗材使用，并为显示仪表的维护保养提供了便利。
进一步地，所述配置输入基于参数设置界面输入。
在本实施例中，使用按键在参数设置界面上确定配置参数，具体来讲，按键可以设置为“左键”、“右键”和“确定键”，若同时按下这三个按键，显示仪表进入参数设置界面，之后，ARM处理器响应于三个按键的操作，进行输入信号类型、信号量程和信号单位的确定。
如图4所示，显示仪表还包括电源模块，其将输入的电源转换为信号采集模块、FPGA模块、ARM处理器和显示器的工作电源。具体来说，当输入电源为直流24V电源，电源模块包括DC/DC模块和两个低压差线性稳压LDO芯片，DC/DC模块用于将24V电源转化为工作电源3.3V电源，LDO芯片用于将3.3V电源转化为FPGA模块等正常工作需要的2.5V电源或1.2V电源。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，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。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种通用型过程参数显示仪表，其特征在于，包括配置输入、处理器、显示器和信号采集装置；
第一处理器被配置为响应于配置输入的选择确定信号采集装置的至少一个配置参数，并将所述配置参数发给第二处理器；
所述第二处理器被配置为与所述信号采集装置相连，基于所述配置参数处理由所述信号采集装置采集的待测信号，并根据处理得到的采集参数驱动点亮第二显示器；
所述第一处理器被配置为根据处理得到的采集参数驱动点亮第一显示器。
2.如权利要求1所述的通用型过程参数显示仪表，其特征在于：
所述信号采集装置包括多个不同的信号采集模块，不同的所述信号采集模块包括电流采集模块、铂电阻采集模块或频率采集模块。
3.如权利要求2所述的通用型过程参数显示仪表，其特征在于：
所述信号采集模块还被配置为不同量程。
4.如权利要求2或3所述的通用型过程参数显示仪表，其特征在于：
所述第一处理器还被配置为响应于配置输入的选择确定多个信号采集模块的配置参数；
所述第二处理器还被配置为基于多个所述配置参数处理由相应的信号采集模块采集的各个待测信号，并根据处理得到的采集参数分别驱动点亮多个第二显示器。
5.如权利要求1所述的通用型过程参数显示仪表，其特征在于：
若所述第一处理器将所述配置参数发给所述第二处理器，则所述第二处理器更新并存储该配置参数。
6.如权利要求1所述的通用型过程参数显示仪表，其特征在于：
所述第一处理器包括ARM处理器，和/或所述第二处理器包括FPGA模块。
7.如权利要求6所述的通用型过程参数显示仪表，其特征在于：
所述第一显示器包括液晶显示器，和/或所述第二显示器包括数码管驱动显示模块。
8.如权利要求7所述的通用型过程参数显示仪表，其特征在于：
所述液晶显示器为具有RGB接口的LCD液晶屏，该LCD液晶屏用于显示采集参数的实时数值和该采集参数的变化曲线。
9.如权利要求1所述的通用型过程参数显示仪表，其特征在于，所述配置参数包括信号类型、信号量程和信号单位。
10.如权利要求1所述的通用型过程参数显示仪表，其特征在于：
所述配置输入基于参数设置界面输入。
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