[发明专利]基于以太网的网络信号远程控制执行器的系统及方法

说明书

本发明公开一种基于以太网的网络信号远程控制执行器的系统及方法，以解决传统电路通讯速度慢、需要铺设大量的线缆、存在信号衰减和延时的技术问题，本系统它包括：用于与光纤电路连接并接收光纤信号的光纤收发器、与所述光纤收发器连接并与光纤收发器采用光纤信号信息传输的以太网控制器、与所述以太网控制器通信连接并将以太网控制器的网络信号转换为模拟信号输出的信号转换电路，本方法包括(1)控制信号通过以太网以光纤信号输出至光纤收发器；(2)光纤收发器接收光纤信号并通过信号转换电路将网络信号转换为模拟量电流信号输出至执行器内。本系统抗干扰能力强，大幅减少电缆的用量，可节约大量的施工成本和硬件成本。

技术领域

本发明涉及工业自动化控制技术领域，尤其涉及现场设备远程控制技术领域，具体是一种基于以太网的网络信号远程控制执行器的系统及方法。

背景技术

现有4—20mA模拟量控制信号，主要由DCS或者智能调控仪表发出，而这类的仪表主要安装在机柜间内，远离生产现场，信号传输所需信号线较多，并距离远，搞干扰能力差，施工困难等不利因素。

参见图1，现有模拟量控制输出信号主要是将DCS或者智能仪表的控制信号转换成4-20mA电流信号，通过电缆连接到工业现场执行器上。这种信号传输所需信号线较多，抗干扰能力差，DCS机柜内输出卡件多等弱点；组网数量有限，容易受到干扰，传输距离有限制。

随着工业的发展和科技的进步，工业现场对于控制系统的要求也越来越高，现代生产环境的规模化和高集成度效应要求在不同区域终端设备都能对现场模拟量信号进行采集和输出，现有的远程I/O模块已经无法满足控制距离较远的现场设备的要求。

另外，特别场所如化工企业现场对控制电路要求非常严格，现场控制电路都采用隔爆或本质安全型电路，外接所有信号传感器都必须单独的电缆接到PLC或者DCS机柜，在PLC箱或者DCS机柜内还需要将本质安全信号与非本质安全信号进行光电隔离。隔离后再进入到PLC中进行逻辑及计算处理。如果现场需要控制的执行器比较多时，每一个执行器都需要一根电缆从PLC箱或者DCS机柜送到现场，这样会有很多缺点：1.现场电缆多，桥架多，安装工程量大，成本高，安全隐患；2.每个信号需要光电隔离安全栅，增加了故障点；3.电缆之间相互干扰，对设备运行的稳定性有影响，维护困难。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种基于以太网的网络信号远程控制执行器的系统及方法，以解决传统4—20mA输出电路通讯速度慢、易被干扰、输出卡件品种多、数量大、需要铺设大量的线缆、桥架，且存在信号衰减和延时的技术问题。

为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：

公开一种基于以太网的网络信号远程控制执行器的系统，它包括：

光纤收发器，用于与光纤电路连接并接收光纤信号；

以太网控制器，与所述光纤收发器连接并与光纤收发器采用光纤信号信息传输；

信号转换电路，与所述以太网控制器通信连接并将以太网控制器的网络信号转换为模拟信号输出；

模拟量输出模块电路，与所述信号转换电路连接并输出4—20mA的电流信号。

所述以太网控制器上连接有上拉电阻。

所述信号转换电路包括数模转换模块。

所述模拟量输出模块电路包括至少一个连接在所述数模转换模块上的滤波电容及至少一个连接在所述数模转换模块上的电感及至少一个连接在所述数模转换模块上的二极管。

还包括高精度稳压电源，所述高精度稳压电源与所述以太网控制器、信号转换电路连接。

还包括电源变换电路，所述电源变换电路与所述高精度稳压电源输入端连接。