[实用新型]一种自主化DCS系统多通道模拟量输出装置

说明书

本实用新型公开了一种自主化DCS系统多通道模拟量输出装置，包括主电源模块、微控制器模块、现场可编程门阵列模块、通讯数据总线模块和多通道回路输出单元，各回路输出单元包括数字隔离模块、数字模拟转换模块、隔离电源模块、电压电流转换电路、断线检测电路，上述模块均采用自主国产化芯片，现场可编程门阵列模块与上位控制器通信和微控制器模块通信连接，微控制器模块通过数字隔离模块、数字模拟转换模块、电压电流转换电路输出模拟量至外部设备，断线检测电路检测外部回路是否断线并将检测到的断线信号经过数字隔离模块送至微控制器模块。本实用新型采用自主国产化品牌芯片，在保证功能相同，精度相同的情况下，保证货源，优化生产流程。

技术领域

本实用新型涉及工业自动化控制技术领域，尤其涉及一种自主化DCS系统多通道模拟量输出装置。

背景技术

目前，分布式控制系统(Distributed Control System,DCS)已被广泛应用于电力、石油、化工、钢铁、造纸、水泥、脱硫、除尘、水处理等自动化控制领域中，它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。模拟量电流信号(以4～20mA为主)广泛运用于分布式控制系统与现场设备之间的信号控制。

现有技术中，模拟量电流输出的电路基本使用进口元器件芯片，从而实现电流信号的输出。

通过以上描述的分布式控制系统(DCS)的进口非国产化元器件以及芯片，其存在较高风险，不利于行业运行的稳定。且在当今时代，非国产化元器件、芯片受限制形势更为严峻，极有可能面临的断供、后门等风险。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种自主化DCS系统多通道模拟量输出装置，将原系统中各个元器件使用自主国产化元器件替代，在保证实现相同功能的同时，避免上述风险，保障电力、石油、化工等工业领域的安全运行。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供全自主国产化芯片的多通道模拟量mA输出装置，在使用自主化国产芯片的同时，完成模拟量4～20mA电流信号输出，实现工业现场的需要。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种自主化DCS系统多通道模拟量输出装置，包括主电源模块、微控制器模块、现场可编程门阵列模块、通讯数据总线模块和多通道回路输出单元，所述多通道回路输出单元中的每一个包括数字隔离模块、数字模拟转换模块、隔离电源模块、电压电流转换电路、断线检测电路，上述模块均采用自主国产化芯片，所述主电源模块被配置为所述微控制器模块、现场可编程门阵列模块、通讯数据总线模块和数字隔离模块供电，所述隔离电源模块被配置为所述数字模拟转换模块、电压电流转换电路和断线检测电路供电，所述现场可编程门阵列模块通过所述通讯数据总线模块与上位控制器通信连接，所述微控制器模块通过外部数据总线与所述现场可编程门阵列模块通信连接，所述微控制器模块经SPI接口通过所述数字隔离模块、数字模拟转换模块、电压电流转换电路将模拟量电流信号输出至外部设备，所述断线检测电路被配置为检测外部回路是否断线并将检测到的断线信号经过所述数字隔离模块送至所述微控制器模块。

进一步地，还包括LED指示灯模块，所述LED指示灯模块信号连接至所述现场可编程门阵列模块。

进一步地，所述主电源模块包括第一直流电源输入、第二直流电源输入和直流电压转换模块，所述第一直流电源输入、第二直流电源输入被配置为经冗余切换后通过所述直流电压转换模块转换为内部供电电压。

进一步地，所述通讯数据总线模块采用双路冗余配置。

进一步地，所述直流电压转换模块采用圣邦微公司的SGM6232YPS8G芯片。

进一步地，所述微控制器模块采用兆易创新公司的GD32E230C8T6芯片。