CN2716904Y - 一种现场采集信号的变送和处理装置 - Google Patents

Abstract

一种现场采集信号的变送和处理装置，包括电阻信号变送模块、数据采集卡、计算机主板和电源模块，数据采集卡，用于接收电阻信号变送模块输出的模拟信号，并通过PC104总线接口输出数据；计算机主板，用于处理数据采集卡所采集的数据，并可通过串行通讯口输出数据；电阻信号变送模块包括PC104总线、一独立电源插座、一输入接线器、一输出接线器和若干个电阻信号变送及电压/电流信号切换单元。本实用新型通过计算机主板反映和控制被测设备测试过程的运行参数，实现监测与调试。本实用新型除了输入电阻信号外，还可直接输入其它变送器的电压或电流信号，解决了实际的工业测量和控制应用时对多种信号输入的接线困难问题，同时，提高了使用的可靠性，降低了制造成本。

Description

一种现场采集信号的变送和处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种能对被测设备进行远程监视、控制，为用户提供快捷便利的技术支持的现场采集信号的变送和处理装置。

背景技术

现有一些生产类似破碎机等设备的企业，通常是以实际工作经验来生产和测试设备的。尤其在产品成型后，需要改进时，也是完全凭借有丰富经验的机械、电气工程师的现场经验来完成，且所作的改进也都是感性的，没有精确的数据参数作为指导，以致最后的产品也没有数据参数指标。另外，像破碎机等设备销售并投入运营后，由于生产、维修地点和实际工作运行地点相隔甚远，当设备出现问题时没有办法能及时得到有关工程师的技术支持，会使得生产效率降低，影响工程进度。

为了提高产品质量，人们一直期望对上述设备(例如：破碎机)在现场运行的主要性能参数进行采集，一方面通过对现场采集的信号进行分析得出结论进而采取相应的远程控制，另一方面为将来设备改进提供重要依据。因此，人们对集多种功能为一体的，即现场信号变送、采集处理以及能支持远程控制的装置的需求愈来愈大。

而现场采集的信号需要通过变送器送往测试、控制系统，而现有的热电阻(RTD)信号变送器一般是大型、单通道、分立式的结构，价格昂贵。尤其应用于测试和控制领域时，往往会受到体积、连接方式、价格等诸方面的制约，而使得该热电阻信号变送器在使用上受到了限制，同时连接方式的复杂性也降低了使用的可靠性。另外，在实际的工业测量和控制应用中，往往有多种变送器的输出信号(如热电偶、压力、流量、位移、振动等)需要送往计算机进行处理，这样也会带来多种信号输入时的接线困难。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种使用可靠性高、便于多种信号输入时的接线、成本较低的现场采集信号的变送和处理装置，它支持远程监视、控制，旨在通过该装置为用户提供快捷便利的技术支持。

本实用新型所提供的一种现场采集信号的变送和处理装置，其特征在于，它包括电阻信号变送模块、与该电阻信号变送模块相连的数据采集卡、与该数据采集卡相连的计算机主板、以及向上述电阻信号变送模块、数据采集卡和计算机主板供电的电源模块，其中：数据采集卡，用于接收所述电阻信号变送模块输出的模拟信号，如1-5V的直流电压信号或其它信号，通过板载的A/D转换芯片，转换成数字信号，加载到数据总线，并通过PC104总线接口输出所采集的数据，到计算机主板；计算机主板，用于处理所述数据采集卡所采集的数据，并可通过串行通讯口输出数据；电阻信号变送模块，包括PC104总线、一独立电源插座、一输入接线器、一输出接线器和若干个电阻信号变送及电压/电流信号切换单元，所述的若干个电阻信号变送及电压/电流信号切换单元分别连接在与所述输入接线器和所述输出接线器之间，所述PC104总线和连接在该PC104总线上的独立电源插座均连接在一所述电阻信号变送及电压/电流信号切换单元上，又；每一电阻信号变送及电压/电流信号切换单元包括：串并联连接的电桥阵列和可调电阻阵列，串联在该并联线路上的信号变送处理电路，以及夸接在该串并联线路首尾之间的输入信号转接器，其中：输入接线器，用于现场信号输出的接入，可以直接和电阻传感器连接，也可通过接线盒连接；信号变送处理电路，用于将电阻信号转变为电压信号；电桥阵列，用于阻值配置，通过阻值的配置，使本变送模块支持各种规格和量程的电阻的信号处理；可调电阻阵列，用于对各种热电阻传感器在其精度范围内的精度不一致性进行修正，以提高本变送模块变送信号的准确性；输入信号转接器，用于通过其设置调整，以期对每一路的输入信号进行选择，即：现场既可输入电阻信号，也可直接输入其它变送器输出的电压或电流信号。

上述的现场采集信号的变送和处理装置，其中：输出接线器的输出端子形式采用双列针型插头，以与计算机的模拟/数字转换模块的输入形式相匹配。

采用了上述的技术解决方案，操作人员可方便地利用本实用新型现场采集信号的变送和处理装置，通过计算机主板反映和控制被测设备测试过程的运行参数，实现监测与调试，而且电阻信号变送模块采用了PC104总线结构，可直接插在计算机主板上。本实用新型支持各种规格和量程的电阻，如铂电阻或铜电阻，可直接与各种计算机A/D转换板连接，除了输入电阻信号外，还可直接输入其它(如热电偶、压力、流量、位移、振动等)变送器的电压或电流信号，解决了实际的工业测量和控制应用时对多种信号输入的接线困难问题，同时，提高了使用的可靠性，降低了制造成本。

附图说明

图1是本实用新型现场采集信号的变送和处理装置的电路框图；

图2是本实用新型的电阻信号变送模块实施例的电路框图；

图3是本实用新型的电阻信号变送模块实施例的电气原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型，即一种现场采集信号的变送和处理装置，包括电阻信号变送模块10、与该电阻信号变送模块10相连的数据采集卡20、与该数据采集卡20相连的计算机主板30、以及向上述电阻信号变送模块10、数据采集卡20和计算机主板30供电的40。

数据采集卡20，用于接收所述电阻信号变送模块10输出的模拟信号，如1-5V的直流电压信号或其它信号，通过板载的A/D转换芯片，转换成数字信号，加载到数据总线，并通过PC104总线接口输出所采集的数据，到计算机主板30。可采用中国蓝天工控公司生产的型号为PCM-9669的芯片；

计算机主板30，用于处理所述数据采集卡20所采集的数据，并可通过串行通讯口输出数据，直接与上位监控工业计算机通讯。可采用中国蓝天工控公司生产的型号为PCC-3568的芯片；

电源模块40，可采用常见的开关电源，其直流输出5V、+12V及-12V；

如图2～3所示，电阻信号变送模块，它包括PC104总线1、一独立电源插座4、一输入接线器2、一输出接线器5和八个电阻信号变送及电压/电流信号切换单元3。

八个电阻信号变送及电压/电流信号切换单元3分别连接在与输入接线器2和输出接线器5之间，PC104总线1和连接在该PC104总线1上的独立电源插座4均连接在一电阻信号变送及电压/电流信号切换单元3上，又；

每一电阻信号变送及电压/电流信号切换单元3包括：串并联连接的电桥阵列32和可调电阻阵列33，串联在该电桥阵列32和可调电阻阵列33并联线路上的信号变送处理电路34，以及夸接在该并联与串联线路的首尾之间的输入信号转接器31，其中：

输入接线器2，用于现场信号输出的接入，可以直接和热电阻传感器连接，也可通过接线盒连接，可采用常见的小型输入接线端子，以使现场的接线工作的方便。

信号变送处理电路34，用于将电阻信号转变为电压信号，可由型号为XTR105集成电路芯片、电桥阵列32、可调电阻阵列33、电容C1、C2、电阻R6所组成。

电桥阵列32，用于阻值配置，通过阻值的配置，使本变送模块支持各种规格和量程的热电阻的信号处理，如铂电阻或铜电阻等。改变电桥的阻值配置，就可支持各种规格和量程的热电阻，如铂电阻Pt100或铜电阻Cu50。可由电阻R2、R3、R7所形成。

可调电阻阵列33，用于对各种热电阻传感器在其精度范围内的精度不一致性进行修正，以提高本变送模块变送信号的准确性，可由电阻R1、R4、R5、电容C3所形成。

输入信号转接器31，用于通过其内设置调整，以期对每一路的输入信号进行选择，即：现场既可输入热电阻信号，也可直接输入其它变送器输出的1-5V电压或4-20mA电流信号，解决了测量和控制应用时，多种信号输入时的接线困难问题。可采用一组输入/输出信号转接插座。

输出接线器5采用输出接线插座，输出端子形式采用双列针型插头，以与计算机的模拟/数值转换模块的输入形式相匹配。

PC104总线1是由PC104总线和电容C1、C2、C4所组成。

本实用新型以电阻信号变送模块、计算机主板为中心，不仅可对现场调试所获取的信号进行变送、分析并采取相应控制，实现监测与调试，而且结构紧凑。本实用新型除了可接收电阻信号外，还可接受其它(如热电偶、压力、流量、位移、振动等)变送器输出的直流1-5V或者4-20mA信号。改变扁平电缆的压接方式，就可直接与各种计算机A/D转换板连接。

以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化，因此，所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求限定。

Claims (2)

1.一种现场采集信号的变送和处理装置，其特征在于，它包括电阻信号变送模块(10)、与该电阻信号变送模块(10)相连的数据采集卡(20)、与该数据采集卡(20)相连的计算机主板(30)、以及向上述电阻信号变送模块(10)、数据采集卡(20)和计算机主板(30)供电的电源模块(40)，其中：

数据采集卡(20)，用于接收所述电阻信号变送模块(10)输出的模拟信号，通过板载的A/D转换芯片，转换成数字信号，加载到数据总线，并通过PC104总线接口输出所采集的数据，到计算机主板(30)；

计算机主板(30)，用于处理所述数据采集卡(20)所采集的数据，并可通过串行通讯口输出数据；

电阻信号变送模块(10)，包括PC104总线(1)、一独立电源插座(4)、一输入接线器(2)、一输出接线器(5)和若干个电阻信号变送及电压/电流信号切换单元(3)，

所述的若干个电阻信号变送及电压/电流信号切换单元(3)分别连接在与所述输入接线器(2)和所述输出接线器(5)之间，所述PC104总线(1)和连接在该PC104总线(1)上的独立电源插座(4)均连接在一所述电阻信号变送及电压/电流信号切换单元(3)上，又；

每一电阻信号变送及电压/电流信号切换单元(3)包括：串并联连接的电桥阵列(32)和可调电阻阵列(33)，串联在该并联线路上的信号变送处理电路(34)，以及夸接在该串并联线路首尾之间的输入信号转接器(31)，其中：

输入接线器(2)，用于现场信号输出的接入，可以直接和电阻传感器连接，也可通过接线盒连接；

信号变送处理电路(34)，用于将电阻信号转变为电压信号；

电桥阵列(32)，用于阻值配置，通过阻值的配置，使本变送模块支持各种规格和量程的电阻的信号处理；

可调电阻阵列(33)，用于对各种热电阻传感器在其精度范围内的精度不一致性进行修正，以提高本变送模块变送信号的准确性；

输入信号转接器(31)，用于通过其设置调整，以期对每一路的输入信号进行选择，即：现场既可输入电阻信号，也可直接输入其它变送器输出的电压或电流信号。

2.根据权利要求1所述的一种现场采集信号的变送和处理装置，其特征在于，所述输出接线器(5)的输出端子形式采用双列针型插头，以与计算机的模拟/数字转换模块的输入形式相匹配。

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