[实用新型]基于电流环和曼彻斯特通信的现场总线仪表有效

专利信息
申请号: 201520729153.X 申请日: 2015-09-18
公开(公告)号: CN205103638U 公开(公告)日: 2016-03-23
发明(设计)人: 赵俊奎;饶晓红;张银建;张仪 申请(专利权)人: 重庆川仪自动化股份有限公司
主分类号: G05B19/418 分类号: G05B19/418
代理公司: 上海光华专利事务所 31219 代理人: 尹丽云
地址: 400700*** 国省代码: 重庆;85
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摘要:
搜索关键词: 基于 电流 曼彻斯特 通信 现场总线 仪表
【说明书】:

技术领域

实用新型涉及仪表仪器技术领域,特别是涉及一种包括曼彻斯特编码和电流环功能的现场总线仪表。

背景技术

工业控制从早期的就地控制、集中控制,已经发展到现在的集散控制(DCS),4-20mA信号是DCS系统及现场设备相互连接的最本质特点。随着数字化和网络化的发展,传统的模拟信号只能提供原始的测量和控制信息,而智能变送器在4-20mA信号之上附加信息的能力受通信速率的制约,因此,对整个过程控制系统的机制进行数字化和网络化,应是其发展的必然趋势。

现场总线在智能现场设备、自动化系统之间提供了一个全数字化的、双向的、多节点的通信链接,促使现场设备数字化和网络化,并使现场控制功能更加强大。然而,现有的现场总线仪表在环境恶劣或电磁干扰严重的情况下,例如,鼓风机运行、电动机运行和变频器噪声等,严重影响总线信号传输的可靠性,究其原因在于:干扰严重影响总线数据的波形,导致波形发生畸变,以致不能准确的接收数据,导致误码率大大提高。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点,本实用新型的目的在于提供一种基于电流环和曼彻斯特电流通信的现场总线仪表,用于解决现有技术中现场总线仪表在环境恶劣或电磁干扰严重的情况下,发生电磁干扰,影响总线数据传输误码率高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的,本实用新型提供一种基于电流环和曼彻斯特电流通信的现场总线仪表,连接电流生成电路的总线电源正极、总线电源负极以及连接所述电流生成电路输入端的控制器,所述电流生成电路用于根据该控制器传输的电流信号产生响应,其中,所述控制器的一个输出端通过数模转换器连接所述电流生成电路输入端,用于控制4~20mA电流环电流信号的启停;所述控制器的另一个输出端连接所述电流生成电路输入端,用于控制曼彻斯特电流信号的启停。

作为上述方案的第一优选方案,还包括曼彻斯特电路,所述曼彻斯特电路的输入端连接所述控制器的输出端,所述曼彻斯特电路的输出端连接所述电流生成电路的输入端。

作为上述方案的第一优选方案,所述曼彻斯特电路包括控制开关、第一运算放大器、第一电阻至第五电阻和第一电容;

所述控制开关的使能端连接所述控制器的输出端,所述控制开关的第一输出端通过所述第一电阻连接所述第一运算放大器的负向输入端,所述控制开关的第二输出端连接所述第一运算放大器的正向输入端,且所述第四电阻和所述第五电阻串联分压连接所述第一运算放大器的正向输入端;

所述第一电容和所述第二电阻并联在所述第一运算放大器的负向输入端和输出端之间,第一运算放大器的输出端通过第三电阻连接所述电流生成电路的输入端。

作为上述方案的第一优选方案,还包括电流环电路,所述电流环电路的输入端连接所述控制器的输出端,所述电流环电路的输出端连接所述电流生成电路的输入端。

作为上述方案的第一优选方案,所述电流环电路包括数模转换器、电压基准芯片、第二运算放大器、第九电阻、第十电阻、第三电容和第四电容;

所述数模转换器的输入控制端连接所述控制器的输出端,所述数模转换器的基准端分别通过第三电容、第四电容依次连接所述电压基准芯片的输入端和输出端,所述电压基准芯片的接地端接地;

所述数模转换器的输出端通过所述第十电阻连接所述第二运算放大器的正向输入端,所述第二运算放大器的负向输入端连接其输出端,所述第二运算放大器的输出端通过第九电阻连接所述电流环电路的输入端。

作为上述方案的第一优选方案,所述电流生成电路包括稳压子电路、控制子电路和解码子电路,所述控制子电路的输入端分别连接曼彻斯特电路的输入端和电流环电路的输入端,所述稳压子电路为所述解码子电路提供稳定电压。

作为上述方案的第一优选方案,所述控制子电路包括第三运算放大器、三极管、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第十一电阻和第二电容;所述第三运算放大器的正向输入端通过所述第八电阻连接其正向使能端,所述第三运算放大器的正向使能端连接3.3V电压,所述第六电阻一端连接所述第三运算放大器的正向输入端,所述第三运算放大器的正向输入端分别连接所述曼彻斯特电路和所述电流环电路的输入端;所述第二电容连接在所述第三运算放大器的负向输入端与其输出端之间,所述第三运算放大器的负向输入端通过第十一电阻接地;所述第三运算放大器的输出端通过第七电阻连接所述三极管的基极。

作为上述方案的第一优选方案,所述三极管的集电极连接第一二极管的正极,所述第一二极管的负极连接总线电源负极。

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