CN203025700U - 一种智能hart转换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能HART转换器，包括将HART信号转换成模拟信号的信号转换系统，所述的信号转换系统主要由依次相连的电源板、HART板和前面板组成，在所述的前面板上设有连接HART转换器与PC机的通信接口，所述的通信接口为USB接口。本实用新型采用USB接口作为通信接口，通用的通信模式使得通信方式更方便可靠，采用大尺寸的LCD显示器，显示更为清晰和直观，显示内容更丰富，而且为中文显示，为不懂英文或英文不好的操作人员提供了方便。

Description

一种智能HART转换器

技术领域

本实用新型涉及智能仪表，具体的说，是一种智能HART转换器。

背景技术

HART，即可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议，是美国罗斯蒙特公司推出的一种无线通信技术。HART通信采用的是半双工的通信方式，属于模拟系统向数字系统转变过程过渡性产品，其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信，不影响传送给控制系统模拟信号的大小，保证了与现有模拟系统的兼容性。虽然HART协议只是一种由模拟系统向数字系统转变过程中的过渡协议，但是由于HART协议是唯一向后兼容的智能仪表解决方案，即它可以在提供现场总线的优越性的同时保留现有系统的兼容性。并且与模拟仪表相比，HART智能仪表在成本不增加太大的前提下，具有易于调试和更高的精度的优点，因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争力，得到了较快发展，在目前的智能仪表市场上占有很大的份额。HART技术在国外已经十分成熟，它在提供现场总线优点的同时，保留对现有 4～20mA 系统的兼容性，已成为全球智能仪表的工业标准。而目前我国所使用的HART转换器大多从国外进口，采用符号型界面，全英文组态设置软件，对于不懂英文或英文较差的仪表工难以正常使用，而且大多采用LED显示器和特殊通信连接口，显示界面小且模糊不清，特殊的通信接口必须用专用线缆才能实现连接和通信，十分不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能HART转换器，采用通用的USB接口，使得通信连接更为方便。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种智能HART转换器，包括将HART信号转换成模拟信号的信号转换系统，所述的信号转换系统主要由依次相连的电源板、HART板和前面板组成，在所述的前面板上设有连接HART转换器与PC机的通信接口，所述的通信接口为USB接口。USB接口兼容性好，传输稳定，能耗低，制造方便。

在所述的HART板上设有核心控制的PIC单片机及由闪存FLASH和静态存储器SRAM组成的内置存储器，内置存储器与PIC单片机相连。闪存FLASH保存系统固定程序，静态存储器SRAM为系统运行的内存空间。

    本实用新型还包括连接在前面板上的LCD显示器。相较传统的LED显示器，LCD显示器显示界面更大，显示内容更多。

在所述的前面板上还设置有接线端子及电源插口。

所述的接线端子包括输入端和输出端。输入端和输出端分别用以接收和输出信号。

本实用新型还包括套装于信号转换系统外部的防护外壳，在防护外壳上设有接线端子预留口、电源插口预留口、USB接口预留口及LCD显示器预留口，所述的防护外壳通过接线端子预留口、电源插口预留口、USB接口预留口及LCD显示器预留口，与设置在前面板上的接线端子、电源插口、USB接口及LCD显示器配合安装。所属防护外壳优选铝合金材质，质量轻，耐氧化，且强度合适，不易损坏。

在所述的防护外壳上还设有安装卡槽。安装开槽用以将本实用新型固定安装。

所述的安装卡槽位于防护外壳的背面。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型采用USB接口作为通信接口，通用的通信模式使得通信方式更方便可靠，且造价低廉。

（2）本实用新型采用大尺寸的LCD显示器，显示更为清晰和直观，显示内容更丰富，并且为中文显示，为不懂英文或英文不好的操作人员提供了方便。

（3）本实用新型采用PIC单片机，简化了电路结构，能耗低。

附图说明

图1为本实用新型内部系统结构框图。

图2为本实用新型的防护外壳结构示意图。

图中，1—USB接口预留口，2—LCD显示器预留口，3—接线端子预留口。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例：

本实用新型内部的信号转换系统结构如图1所示，主要由前面板、HART板和电源板组成。其中HART板上设有PIC单片机，作为系统的中枢，PIC单片机可以将计算部分、内存、输入和输出等都做在一个芯片内，简化了系统电路结构，而且能耗低。HART板在工作过程中利用HART协议对数字信号和模拟信号的转换过程起辅助和过渡的作用，可以在提供现场总线优越性的同时，保留对现有的4~20mA系统的兼容性，而且其精度更高，更易于调试维护。

本实用新型还设有防护外壳，防护外壳优选铝合金材料，质量轻，耐氧化，且强度合适，不易损坏。如图2所示，在防护外壳上设有接线端子预留口3、电源插口预留口、USB接口预留口1及LCD显示器预留口2，用来与前面板上的接线端子、电源插口、USB接口及LCD显示器配合安装，LCD显示器显示清晰，使得使用人员在工作过程中对数据的观测更直接、更方便。在防护外壳上还设有与前面板相连接的接线端子，所述的接线端子包括输入端和输出端。

在使用本实用新型时，先利用防护外壳上的安装卡槽将本实用新型进行固定安装。利用信号传输线缆将本实用新型上的USB接口与PC机相连接，将接线端子与测试设备连接好。接通电源后，电源板进行稳压整流的工作，为系统创造合适的稳定的工作环境。

HART板上的PIC单片机内存有检测程序。在使用前，操作人员可将HART板通过USB接口与PC机连接，利用PC机对系统软件进行设置。设置完毕后，即可断开PC机与HART板之间的连接，进行系统检测。线路连接好并确定无误后，PIC单片机开始运行检测程序，对测试仪表进行检测，显示器上显示出仪表的ID及其他参数，便于使用者进行观测。由于本实用新型采用LCD显示器，比传统的LED显示器具有更清晰的显示效果，并可以显示出更多的信息。

系统检测无误后，进入正式工作状态。测试仪器将探测到的信号转化成电信号，通过前面板上的输入端传递给PIC单片机。此时，HART板开始工作。利用HART协议作为过渡平台，对信号转化过程进行辅助，使得数字信号和模拟信号之间的转换更精确，并更具效率。USB接口使用广泛，结构简单，相比传统的HART转换器采用的专用通信接口更容易制造，所用的连接线缆也十分常见，大大减小了生产成本，并且也为用户提供了相当的方便，其数据传输速度和精度也较传统的专用通信接口要高得多，使得系统的工作性能更加可靠，工作效率得到了大幅度的提高。

PIC单片机在HART协议的辅助下，进行计算分析，最终将数字信号转换成电信号，通过前面板上的接线端子输出。

目前国内所使用的HART转换器大多是从国外进口的，采用符号型界面，全英文组态设置软件，对于不懂英文或英文较差的仪表工来说，由于看不懂操作界面上的提示和对话框，使用起来非常不便。本实用新型采用的软件系统和显示界面为中文模式，对于我国本土的操作人员来讲，信息显示更为直观，为不懂英语或者英语不好的操作人员提供了相当的方便，操作起来更容易，更适合国内市场的需求。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能HART转换器，包括将HART信号转换成模拟信号的信号转换系统，所述的信号转换系统主要由依次相连的电源板、HART板和前面板组成，在所述的前面板上设有连接HART转换器与PC机的通信接口，其特征在于：所述的通信接口为USB接口。

2.根据权利要求1所述的一种智能HART转换器，其特征在于：在所述的HART板上设有核心控制的PIC单片机及由闪存FLASH和静态存储器SRAM组成的内置存储器，内置存储器与PIC单片机相连。

3.根据权利要求2所述的一种智能HART转换器，其特征在于：还包括连接在前面板上的LCD显示器。

4.根据权利要求3所述的一种智能HART转换器，其特征在于：在所述的前面板上还设置有接线端子及电源插口。

5.根据权利要求4所述的一种智能HART转换器，其特征在于：所述的接线端子包括输入端和输出端。

6.根据权利要求5所述的一种智能HART转换器，其特征在于：还包括套装于信号转换系统外部的防护外壳，在防护外壳上设有接线端子预留口（3）、电源插口预留口、USB接口预留口（1）及LCD显示器预留口（2），所述的防护外壳通过接线端子预留口（3）、电源插口预留口、USB接口预留口（1）及LCD显示器预留口（2），与设置在前面板上的接线端子、电源插口、USB接口及LCD显示器配合安装。

7.根据权利要求6所述的一种智能HART转换器，其特征在于：在所述的防护外壳上还设有安装卡槽。

8.根据权利要求7所述的一种智能HART转换器，其特征在于：所述的安装卡槽位于防护外壳的背面。

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