CN211791594U - 一种用于燃气场站表具的协议转换器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于燃气场站表具的协议转换器，属于协议转换器领域，包括RS485信号接收模块、开关量信号处理模块、4‑20mA信号处理模块、PWM脉冲信号处理模块、RS485总线、RS485驱动模块、第一数字隔离模块、第一控制处理器、MCU、SPI总线、采集设备、RS232信号接收模块、RS232总线、CAN收发器、第二数字隔离模块、第二控制处理器和供电模块，本实用新型可以适用的信号较多，协议器内部能够有效的保护整体电路，通过本产品可以很好的集成燃气场站内的各类仪表数据，进行统一分类和处理,并实现下行控制功能，为底层硬件数据之间的互联互通提供桥梁，为实现云端集控打下基础。
Description
技术领域
本实用新型属于协议转换器领域,涉及一种用于燃气场站表具的协议转换器。
背景技术
在燃气场站管网节点，存在着如压力表、流量计、噪声仪、泄露探头、切断阀等等。其中一部分表具具备了支持信号有线传输和控制信号有线输入的功能，这些表具信息交互常用的硬件总线协议有4-20mA、PWM脉冲输出、开关量信号、RS485通信、RS232通信等，特别是485总线协议，已经越来越得到各类现场表具的广泛应用。
由于现在燃气场站物联网化改造的需求，所有现场数据都需要通过网络通信实现无线上传到数据采集平台，但是现有技术的协议转换器不能够处理多种信号，且对于协议器内部的电路没有保护措施。如何能够通过一种设备能让现场各类不同协议、不同种类的数据，实现数据归集，统一分类和处理，又能够有限的保护协议器的电路是当前的迫切需求。
实用新型内容
本实用新型的目的解决上述现有技术的问题而提出一种用于燃气场站表具的协议转换器。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于燃气场站表具的协议转换器，包括RS485信号接收模块、开关量信号处理模块、4-20mA信号处理模块、PWM脉冲信号处理模块、RS485总线、RS485驱动模块、第一数字隔离模块、第一控制处理器、MCU、SPI总线、采集设备、RS232信号接收模块、RS232总线、CAN收发器、第二数字隔离模块、第二控制处理器和供电模块；
所述RS485信号接收模块、开关量信号处理模块、4-20mA信号处理模块和PWM脉冲信号处理模块分别与RS485总线电连接，所述RS485总线与RS485驱动模块电连接，所述RS485驱动模块与第一数字隔离模块电连接，所述第一数字隔离模块和MCU分别与第一控制处理器电连接，所述MCU通过SPI总线与采集设备电连接，所述RS485驱动模块、MCU、采集设备、CAN收发器分别与供电模块电连接；
所述PWM脉冲信号处理模块和RS232信号接收模块分别与RS232信号接收模块电连接，所述RS232总线与若干个CAN收发器电连接，所述第二数字隔离模块与若干个CAN收发器电连接，所述第二数字隔离模块和MCU分别与第二控制处理器电连接；
所述供电模块包括电源控制模块、分别与电源控制模块电连接的电源5V、电源3.3V、锂电池DCV供电模块、防浪涌模块、与防浪涌模块电连接的防雷接地模块、与防雷接地模块电连接的外接DCV输入接口，所述RS485驱动模块、CAN收发器分别与电源5V电连接，所述MCU和采集设备分别与电源3.3V电连接。
优选的，所述采集设备包括无线通信模块、控制与数据处理模块、SPI数据通信接口和设备状态指示灯，所述SPI数据通信接口通过SPI总线与采集设备电连接。
优选的，所述开关量信号处理模块包括开关量输入模块和开关量信号转换模块，所述开关量信号转换模块与RS485总线电连接。
优选的，所述4-20mA信号处理模块包括4-20mA信号接收模块和4-20mA信号转换模块，所述4-20mA信号转换模块与RS485总线电连接。
优选的，所述PWM脉冲信号处理模块包括PWM脉冲信号接收模块和PWM脉冲信号转换模块，所RS485总线和RS232总线分别与PWM脉冲信号转换模块电连接。
优选的，所述MCU采用MCULPC11C14的ARM Cortex-M0。
优选的，所述CAN收发器采用PCA82C251芯片。
优选的，所述第一数字隔离模块和第二数字隔离模块均采用ISO7221芯片。
优选的，所述RS485驱动采用SP485EEN多串口芯片。
有益效果：本实用新型可以适用的信号较多，协议器内部能够有效的保护整体电路，通过本产品可以很好的集成燃气场站内的各类仪表数据，进行统一分类和处理,并实现下行控制功能，为底层硬件数据之间的互联互通提供桥梁，为实现云端集控打下基础。
附图说明
图1为一种用于燃气场站表具的协议转换器原理图；
图2为供电模块原理图；
图3为采集设备原理图；
图4为开关量信号处理模块、4-20mA信号处理模块、PWM脉冲信号处理模块原理图；
图中符号说明：1：RS485信号接收模块；2：开关量信号处理模块；3：4-20mA信号处理模块；4：PWM脉冲信号处理模块；5：RS485总线；6：RS485驱动模块；7：第一数字隔离模块；8：第一控制处理器；9：MCU；10：SPI总线；11：采集设备；12：RS232信号接收模块；13：RS232总线；14：CAN收发器；15：第二数字隔离模块；16：第二控制处理器；17：供电模块；18：电源控制模块；19：电源5V；20：电源3.3V；21：锂电池DCV供电模块；22：防浪涌模块；23：防雷接地模块；24：外接DCV输入接口；25：开关量输入模块；26：开关量信号转换模块；27：4-20mA信号接收模块；28：4-20mA信号转换模块；29：PWM脉冲信号接收模块；30：PWM脉冲信号转换模块；111：无线通信模块；112：控制与数据处理模块；113：SPI数据通信接口；114：设备状态指示灯。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1：
参考图1-2，一种用于燃气场站表具的协议转换器，包括RS485信号接收模块1、开关量信号处理模块2、4-20mA信号处理模块3、PWM脉冲信号处理模块4、RS485总线5、RS485驱动模块6、第一数字隔离模块7、第一控制处理器8、MCU9、SPI总线10、采集设备11、RS232信号接收模块12、RS232总线13、CAN收发器14、第二数字隔离模块15、第二控制处理器16和供电模块17；
RS485信号接收模块1、开关量信号处理模块2、4-20mA信号处理模块3和PWM脉冲信号处理模块4分别与RS485总线5电连接，RS485总线5与RS485驱动模块6电连接，RS485驱动模块6与第一数字隔离模块7电连接，第一数字隔离模块7和MCU9分别与第一控制处理器8电连接，MCU9通过SPI总线10与采集设备11电连接，RS485驱动模块6、MCU9、采集设备11、CAN收发器14分别与供电模块17电连接；
PWM脉冲信号处理模块4和RS232信号接收模块12分别与RS232信号接收模块12电连接，RS232总线13与若干个CAN收发器14电连接，第二数字隔离模块15与若干个CAN收发器14电连接，第二数字隔离模块15和MCU9分别与第二控制处理器16电连接；
供电模块17包括电源控制模块18、分别与电源控制模块18电连接的电源5V19、电源3.3V20、锂电池DCV供电模块21、防浪涌模块22、与防浪涌模块22电连接的防雷接地模块23、与防雷接地模块23电连接的外接DCV输入接口24，RS485驱动模块6、CAN收发器14分别与电源5V19电连接，MCU9和采集设备11分别与电源3.3V20电连接。
其中，MCU9采用MCULPC11C14的ARM Cortex-M0，CAN收发器14采用PCA82C251芯片，第一数字隔离模块7和第二数字隔离模块15均采用ISO7221芯片，RS485驱动模块6采用SP485EEN多串口芯片。
使用时，使用锂电池DCV供电模块21或者外接DCV输入接口24供电，防雷接地模块23保护电路，防浪涌模块22防止浪涌现象对电路的损害，电源控制模块18将电源分路为电源5V19和电源3.3V20，电源5V19负责向RS485驱动模块6和CAN收发器14供电，电源3.3V20负责向MCU9和采集设备11供电；
将燃气场站信号为RS485信号、开关量信号、4-20mA信号、PWM脉冲信号、RS232信号的表具分别接入对应的RS485信号接收模块1、开关量信号处理模块2、4-20mA信号处理模块3、PWM脉冲信号处理模块4、RS232信号接收模块12，RS485信号接收模块1、开关量信号处理模块2、4-20mA信号处理模块3、PWM脉冲信号处理模块4分别将对应的信号转换为RS485信号传输到RS485总线5，再通过RS485驱动模块6、第一数字隔离模块7和第一控制处理器8对RS485信号进行保护、传输和处理；PWM脉冲信号处理模块4、RS232信号接收模块12分别将对应的信号转换为RS232信号传输到RS232总线13，再通过若干个CAN收发器14、第二数字隔离模块15和第二控制处理器16对RS232信号进行保护、传输和处理；MCU9通过SPI总线再将RS485信号和RS232信号传输到采集设备11上，实现对各类仪表数据的统一处理。
实施例2：
参考图1-4，一种用于燃气场站表具的协议转换器，包括RS485信号接收模块1、开关量信号处理模块2、4-20mA信号处理模块3、PWM脉冲信号处理模块4、RS485总线5、RS485驱动模块6、第一数字隔离模块7、第一控制处理器8、MCU9、SPI总线10、采集设备11、RS232信号接收模块12、RS232总线13、CAN收发器14、第二数字隔离模块15、第二控制处理器16和供电模块17；
RS485信号接收模块1、开关量信号处理模块2、4-20mA信号处理模块3和PWM脉冲信号处理模块4分别与RS485总线5电连接，RS485总线5与RS485驱动模块6电连接，RS485驱动模块6与第一数字隔离模块7电连接，第一数字隔离模块7和MCU9分别与第一控制处理器8电连接，MCU9通过SPI总线10与采集设备11电连接，RS485驱动模块6、MCU9、采集设备11、CAN收发器14分别与供电模块17电连接；
PWM脉冲信号处理模块4和RS232信号接收模块12分别与RS232信号接收模块12电连接，RS232总线13与若干个CAN收发器14电连接，第二数字隔离模块15与若干个CAN收发器14电连接，第二数字隔离模块15和MCU9分别与第二控制处理器16电连接；
供电模块17包括电源控制模块18、分别与电源控制模块18电连接的电源5V19、电源3.3V20、锂电池DCV供电模块21、防浪涌模块22、与防浪涌模块22电连接的防雷接地模块23、与防雷接地模块23电连接的外接DCV输入接口24，RS485驱动模块6、CAN收发器14分别与电源5V19电连接，MCU9和采集设备11分别与电源3.3V20电连接。
如图3所示，采集设备11包括无线通信模块111、控制与数据处理模块112、SPI数据通信接口113和设备状态指示灯114，SPI数据通信接口113通过SPI总线10与采集设备11电连接。
如图4所示，开关量信号处理模块2包括开关量输入模块25和开关量信号转换模块26，开关量信号转换模块26与RS485总线5电连接；4-20mA信号处理模块3包括4-20mA信号接收模块27和4-20mA信号转换模块28，4-20mA信号转换模块28与RS485总线5电连接；PWM脉冲信号处理模块4包括PWM脉冲信号接收模块29和PWM脉冲信号转换模块30，所RS485总线5和RS232总线13分别与PWM脉冲信号转换模块30电连接。
其中，MCU9采用MCULPC11C14的ARM Cortex-M0，CAN收发器14采用PCA82C251芯片，第一数字隔离模块7和第二数字隔离模块15均采用ISO7221芯片，RS485驱动模块6采用SP485EEN多串口芯片。
使用时，使用锂电池DCV供电模块21或者外接DCV输入接口24供电，防雷接地模块23保护电路，防浪涌模块22防止浪涌现象对电路的损害，电源控制模块18将电源分路为电源5V19和电源3.3V20，电源5V19负责向RS485驱动模块6和CAN收发器14供电，电源3.3V20负责向MCU9和采集设备11供电；
将燃气场站信号为RS485信号、开关量信号、4-20mA信号、PWM脉冲信号、RS232信号的表具分别接入对应的RS485信号接收模块1、开关量输入模块25、4-20mA信号接收模块27、PWM脉冲信号接收模块29、RS232信号接收模块12，RS485信号接收模块1、开关量信号转换模块26、4-20mA信号转换模块28、PWM脉冲信号转换模块30分别将对应的信号转换为RS485信号传输到RS485总线5，再通过RS485驱动模块6、第一数字隔离模块7和第一控制处理器8对RS485信号进行保护、传输和处理；PWM脉冲信号转换模块30、RS232信号接收模块12分别将对应的信号转换为RS232信号传输到RS232总线13，再通过若干个CAN收发器14、第二数字隔离模块15和第二控制处理器16对RS232信号进行保护、传输和处理；MCU9通过SPI总线再将RS485信号和RS232信号传输到采集设备11中的SPI数据通信接口113，控制与数据处理模块112负责处理相关数据，无线通信模块111负责传输相关信号数据，设备状态指示灯114负责采集设备11的运行状态，显示实现对各类仪表数据的统一处理。
尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种用于燃气场站表具的协议转换器，其特征在于：包括RS485信号接收模块(1)、开关量信号处理模块(2)、4-20mA信号处理模块(3)、PWM脉冲信号处理模块(4)、RS485总线(5)、RS485驱动模块(6)、第一数字隔离模块(7)、第一控制处理器(8)、MCU(9)、SPI总线(10)、采集设备(11)、RS232信号接收模块(12)、RS232总线(13)、CAN收发器(14)、第二数字隔离模块(15)、第二控制处理器(16)和供电模块(17)；
所述RS485信号接收模块(1)、开关量信号处理模块(2)、4-20mA信号处理模块(3)和PWM脉冲信号处理模块(4)分别与RS485总线(5)电连接，所述RS485总线(5)与RS485驱动模块(6)电连接，所述RS485驱动模块(6)与第一数字隔离模块(7)电连接，所述第一数字隔离模块(7)和MCU(9)分别与第一控制处理器(8)电连接，所述MCU(9)通过SPI总线(10)与采集设备(11)电连接，所述RS485驱动模块(6)、MCU(9)、采集设备(11)、CAN收发器(14)分别与供电模块(17)电连接；
所述PWM脉冲信号处理模块(4)和RS232信号接收模块(12)分别与RS232信号接收模块(12)电连接，所述RS232总线(13)与若干个CAN收发器(14)电连接，所述第二数字隔离模块(15)与若干个CAN收发器(14)电连接，所述第二数字隔离模块(15)和MCU(9)分别与第二控制处理器(16)电连接；
所述供电模块(17)包括电源控制模块(18)、分别与电源控制模块(18)电连接的电源5V(19)、电源3.3V(20)、锂电池DCV供电模块(21)、防浪涌模块(22)、与防浪涌模块(22)电连接的防雷接地模块(23)、与防雷接地模块(23)电连接的外接DCV输入接口(24)，所述RS485驱动模块(6)、CAN收发器(14)分别与电源5V(19)电连接，所述MCU(9)和采集设备(11)分别与电源3.3V(20)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于燃气场站表具的协议转换器，其特征在于：所述采集设备(11)包括无线通信模块(111)、控制与数据处理模块(112)、SPI数据通信接口(113)和设备状态指示灯(114)，所述SPI数据通信接口(113)通过SPI总线(10)与采集设备(11)电连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于燃气场站表具的协议转换器，其特征在于：所述开关量信号处理模块(2)包括开关量输入模块(25)和开关量信号转换模块(26)，所述开关量信号转换模块(26)与RS485总线(5)电连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于燃气场站表具的协议转换器，其特征在于：所述4-20mA信号处理模块(3)包括4-20mA信号接收模块(27)和4-20mA信号转换模块(28)，所述4-20mA信号转换模块(28)与RS485总线(5)电连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于燃气场站表具的协议转换器，其特征在于：所述PWM脉冲信号处理模块(4)包括PWM脉冲信号接收模块(29)和PWM脉冲信号转换模块(30)，所RS485总线(5)和RS232总线(13)分别与PWM脉冲信号转换模块(30)电连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于燃气场站表具的协议转换器，其特征在于：所述MCU(9)采用MCULPC11C14的ARM Cortex-M0。
7.根据权利要求1所述的一种用于燃气场站表具的协议转换器，其特征在于：所述CAN收发器(14)采用PCA82C251芯片。
8.根据权利要求1所述的一种用于燃气场站表具的协议转换器，其特征在于：所述第一数字隔离模块(7)和第二数字隔离模块(15)均采用ISO7221芯片。
9.根据权利要求1所述的一种用于燃气场站表具的协议转换器，其特征在于：所述RS485驱动模块(6)采用SP485EEN多串口芯片。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020798092.3U CN211791594U (zh) | 2020-05-14 | 2020-05-14 | 一种用于燃气场站表具的协议转换器 |
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| CN202020798092.3U CN211791594U (zh) | 2020-05-14 | 2020-05-14 | 一种用于燃气场站表具的协议转换器 |
Publications (1)
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| CN202020798092.3U Active CN211791594U (zh) | 2020-05-14 | 2020-05-14 | 一种用于燃气场站表具的协议转换器 |
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| CN (1) | CN211791594U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112670875A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-04-16 | 国网山东省电力公司滨州供电公司 | 一种变电站用巡检平台及指针仪表巡检方法 |
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2020
- 2020-05-14 CN CN202020798092.3U patent/CN211791594U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112670875A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-04-16 | 国网山东省电力公司滨州供电公司 | 一种变电站用巡检平台及指针仪表巡检方法 |
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