[发明专利]基于光纤的开关量信号传输控制系统

说明书

本发明公开一种基于光纤的开关量信号传输控制系统，应用于光纤通信领域，为解决工业过程测量和控制系统中大量开关量信号的传输存在传输电缆繁琐、易受电磁干扰，难以通路自检等问题；本发明采用不同波长的光信号独立传输不同的开关量信号，携带不同开关量信号的光信号通过光纤传输，在进入控制系统前通过若干第二光电探测器将携带不同开关量信号的光信号转化为对应的若干路电信号，若干路电信号携带不同的开关量信号，各路电信号经电压放大器放大处理后输入开关阀或继电器，实现大量开关量信号的传输；在进入第二光电探测器之前，携带不同开关量信号的光信号同时经过反射镜反射回第一光电探测器转化为电信号输出到半导体二极管，实现通路自检。

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，特别涉及一种开关量传输控制系统。

背景技术

工业过程测量和控制系统中需要进行大量的开关量信号传输，传统的传输方式大多是使用24V或48V电信号的通断来传输开关量信号，这种方式需要使用大量线缆，不易进行多终端隔离分配，难以进行通路自检，同时在电磁兼容方面也存在一定不足。

光纤具有体积小、抗电磁干扰、复用能力强等优点，可实现一根光纤上同时独立传输多路信号。

发明内容

为了解决目前工业过程测量和控制系统中大量开关量信号的传输存在传输电缆繁琐、不可进行通路自检、以及易受电磁干扰等问题；本发明提出一种基于光纤的开关量信号传输控制系统，利用光纤小体积、抗电磁干扰、复用能力强等优点实现传输路径简单、可通路自检的开关量传输控制系统。

本发明采用的技术方案之一为：基于光纤的开关量信号传输控制系统，

采用不同波长的光信号独立传输不同的开关量信号，包括：光源生成模块、n个光开关、开关量信号输出系统、n*1波分复用器、光纤、第一1*n波分复用器、第二光电探测器、电压放大器、开关阀；

所述光源生成模块用于产生n路不同波长的光信号，所述n个光开关在开关量信号输出系统的控制下产生n个不同的开关量信号，所述光源生成模块产生的n路不同波长的光信号经对应光开关后均加载一个开关量信号，得到n路带有不同开关量信号的光信号；所述n路带有不同开关量信号的光信号输入n*1波分复用器合成1路光信号，所述1路光信号经光纤输入1*n波分复用器，经第一1*n波分复用器分成n路带有不同开关量信号的光信号；所述n路带有不同开关量信号的光信号分别经n个第二光电探测器转化为n路电信号，n路电信号分别经n个电压放大器输入开关阀。

进一步地，还包括n个2*1耦合器、n个1*2分路器、n个反射镜、n个第二光电探测器、n个发光二极管；

所述经n个光开关后输出的n路带有不同开关量信号的光信号分别从n个2*1耦合器第一端输入，从n个2*1耦合器第二端输出的n路带有不同开关量信号的光信号输入n*1波分复用器合成1路光信号；

所述经第一1*n波分复用器分成n路带有不同开关量信号的光信号分别经n个1*2分路器第一端输入，经n个1*2分路器第二端输出的光信号作为传输系统的输出，经n个1*2分路器第三端输出的光信号分别进入n个反射镜；

经反射镜反射回来的n路光信号分别从n个1*2分路器第三端输入，从n个1*2分路器第一端输出后依次经第一1*n波分复用器、光纤、n*1波分复用器后分别输入至n个2*1耦合器的第二端，从2*1耦合器的第三端输出的光信号经过第一光电探测器转化为电信号输入发光二极管。

进一步地，所述光源生成模块包括：宽带光源、第二1*n波分复用器，宽带光源通过第二1*n波分复用器产生n路不同波长的光信号。

进一步地，所述光源生成模块为n个带有不同波长的单波长光源。

进一步地，将发光二极管全部替换为信号采集与处理系统，实现开关量传输路径中的定点检测。

更进一步地，将开关阀替换为继电器。