工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線透?jìng)骺刂破鞯闹圃旆椒?br> 【專利摘要】一種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線透?jìng)骺刂破?，它包括HART/RS485轉(zhuǎn)換電路、24V/24V直流轉(zhuǎn)換電路、變壓器、取樣電阻和兩個(gè)電容，所述取樣電阻串接于HART設(shè)備的4～20mA回路中，所述24V/24V直流隔離轉(zhuǎn)換電路的輸入端接四線制MODBUS總線的電源線，輸出端為HART回路供電；所述變壓器的一個(gè)線圈經(jīng)HART/RS485轉(zhuǎn)換電路與四線制MODBUS總線的信號(hào)線連接，另一線圈的兩端分別經(jīng)兩個(gè)電容接于取樣電阻的兩端。本實(shí)用新型利用變壓器將各hart回路與MODBUS總線隔離，很好地解決了現(xiàn)有HART轉(zhuǎn)MODBUS產(chǎn)品存在的缺陷，適于在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用。
【專利說(shuō)明】工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線透?jìng)骺刂破鳌炯夹g(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種可實(shí)現(xiàn)多個(gè)HART設(shè)備與Modbus總線無(wú)干擾互聯(lián)的裝置，屬于工業(yè)控制【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]HART設(shè)備采用在4_20mA模擬信號(hào)上疊加數(shù)字信號(hào)進(jìn)行雙向數(shù)字通訊，普遍用于智能傳感器和智能儀表；ModbuS模式是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語(yǔ)言，具有速度快、尋址廣的優(yōu)點(diǎn)，普遍用于控制器間的網(wǎng)絡(luò)連接。由于兩者不兼容，兩種回路需要通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備進(jìn)行連接。
[0003]目前市場(chǎng)上的HART轉(zhuǎn)MODBUS產(chǎn)品很多，這些產(chǎn)品可分為以下兩類:
[0004]第一類采用總線模式(參看圖1)，一個(gè)轉(zhuǎn)換器可連接16臺(tái)HART設(shè)備(即智能儀表)，其缺點(diǎn)是:
[0005]UHART設(shè)備只能在3.8mA電流模式下工作，不能使用4~20mA電流模式，這樣無(wú)法發(fā)揮HART的疊加優(yōu)勢(shì)；
[0006]2、通訊時(shí)間太長(zhǎng):HART設(shè)備中的“每個(gè)設(shè)備I秒等待”使回路通訊時(shí)間至少在16秒以上，所以一般產(chǎn)品都是四路HART或八路HART，目的是節(jié)省整體轉(zhuǎn)換時(shí)間；
[0007]3、HART設(shè)備過(guò)于集中，一個(gè)HART設(shè)備出現(xiàn)故障，如電路浸水，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)回路癱瘓。
`[0008]以上缺點(diǎn)導(dǎo)致此方案僅僅在小規(guī)模系統(tǒng)或?qū)嶒?yàn)室內(nèi)使用，不能用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。
[0009]第二類是單回路模式(參看圖2)，4~20mA回路中的信號(hào)通過(guò)250 Ω的取樣電阻RO傳送到HART/M0DBUS轉(zhuǎn)換器，一個(gè)轉(zhuǎn)換器可連接I臺(tái)HART設(shè)備(即智能儀表)，其缺點(diǎn)是:只能連接一臺(tái)HART設(shè)備，如果連接多臺(tái)HART設(shè)備，則多個(gè)4~20mA回路會(huì)相互干擾而無(wú)
法工作。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0010]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線透?jìng)骺刂破?，?shí)現(xiàn)多個(gè)HART設(shè)備與Modbus總線的無(wú)干擾互聯(lián)。
[0011]本實(shí)用新型所述問(wèn)題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0012]一種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線透?jìng)骺刂破?，?gòu)成中包括HART/RS485轉(zhuǎn)換電路、24V/24V直流轉(zhuǎn)換電路、變壓器、取樣電阻和兩個(gè)電容，所述取樣電阻串接于HART設(shè)備的4~20mA回路中，所述24V/24V直流隔離轉(zhuǎn)換電路的輸入端接四線制MODBUS總線的電源線，輸出端為HART回路供電；所述變壓器的一個(gè)線圈經(jīng)HART/RS485轉(zhuǎn)換電路與四線制MODBUS總線的信號(hào)線連接，另一線圈的兩端分別經(jīng)兩個(gè)電容接于取樣電阻的兩端。
[0013]上述工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線透?jìng)骺刂破鳎鋈与娮璧淖柚禐?50Ω。
[0014]本實(shí)用新型利用直流隔離轉(zhuǎn)換電路和變壓器將各4~20mA/hart回路與MODBUS總線隔離，使兩種總線及多個(gè)hart總線在互不干擾的情況下正常工作，很好地解決了現(xiàn)有HART轉(zhuǎn)MODBUS產(chǎn)品存在的缺陷，適于在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016]圖1和圖2是兩種傳統(tǒng)透?jìng)鞣绞降脑韴D；
[0017]圖3是本實(shí)用新型的電原理圖。
[0018]圖中各標(biāo)號(hào)為:ZH、HART/RS485轉(zhuǎn)換電路，DC/DC、24V/24V直流隔離轉(zhuǎn)換電路，T、變壓器，Cl、第一電容,C2、第二電容,R0、取樣電阻,A-1~A-η、第一透?jìng)魍ǖ纞第η透?jìng)魍ǖ馈?br> 【具體實(shí)施方式】
[0019]參看圖3，本實(shí)用新型包括HART/RS485轉(zhuǎn)換電路ZH、24V/24V直流轉(zhuǎn)換電路DC/DC、變壓器T、第一電容Cl、第二電容C2和取樣電阻R0。在圖3中，η個(gè)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線透?jìng)骺刂破鲗ⅵ莻€(gè)4~20mA/hart回路同時(shí)接入MODBUS總線。
[0020]本實(shí)用新型采用由變壓器構(gòu)成的電磁隔離電路將HART信號(hào)和MODBUS信號(hào)隔離，兩者通過(guò)電磁隔離電路相互通訊，而兩者的電氣互不干擾。如果不隔離對(duì)于一路通訊這個(gè)干擾可忽略，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)連接各個(gè)RS485設(shè)備都有自己的電源和接地，如果不隔離系統(tǒng)會(huì)因相互干擾而癱瘓。 [0021]本實(shí)用新型采用DC/DC電路為每個(gè)4~20mA回路獨(dú)立供電，使各個(gè)4~20mA回路之間不再產(chǎn)生相互干擾(常壓模式為了節(jié)約成本，多個(gè)4~20mA回路采用一個(gè)24V供電，對(duì)于模擬數(shù)據(jù)采集相互干擾(也稱串?dāng)_)幅度在0.3%以內(nèi)，可以容忍，但對(duì)于數(shù)字信號(hào)的傳輸則會(huì)導(dǎo)致通信癱瘓)，使模擬串?dāng)_進(jìn)一步降低，使數(shù)字聯(lián)網(wǎng)變成可能。
[0022]以上兩點(diǎn)說(shuō)明了本發(fā)明的總線透?jìng)鞴δ芘c總線轉(zhuǎn)換存在質(zhì)的區(qū)別。
[0023]本專利實(shí)現(xiàn)了工業(yè)總線透?jìng)?，使兩個(gè)總線可在互不干擾的情況下各自獨(dú)立正常工作，可用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。使智能儀表發(fā)揮了它的應(yīng)有的功能，可使工業(yè)自動(dòng)化控制和計(jì)量網(wǎng)絡(luò)節(jié)約投資30%，由于沒有了 AD、DA電路，可使維護(hù)工作量節(jié)約50%。
[0024]HART/RS485轉(zhuǎn)換電路采用的型號(hào)為HART485MV2，透?jìng)骺刂破鞯男吞?hào)WZ DKff3?
【權(quán)利要求】
1.一種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線透?jìng)骺刂破?，其特征是，它包括HART/RS485轉(zhuǎn)換電路(ZH)、24V/24V直流隔離轉(zhuǎn)換電路(DC/DC)、變壓器(T)、取樣電阻(RO)和兩個(gè)電容，所述取樣電阻(RO)串接于HART設(shè)備的4?20mA回路中，所述24V/24V直流轉(zhuǎn)換電路(DC/DC)的輸入端接四線制MODBUS總線的電源線，輸出端為HART回路供電；所述變壓器(T)的一個(gè)線圈經(jīng)HART/RS485轉(zhuǎn)換電路(ZH)與四線制MODBUS總線的信號(hào)線連接，另一線圈的兩端分別經(jīng)兩個(gè)電容接于取樣電阻(RO)的兩端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線透?jìng)骺刂破?，其特征是，所述取樣電?RO)的阻值為250 Ω。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK203673333SQ201420003621
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年1月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月5日
【發(fā)明者】齊增海 申請(qǐng)人:齊增海