本發(fā)明屬于變送器系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種兩線制變送器系統(tǒng)及其通信方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)今的兩線制變送器系統(tǒng)的自動(dòng)化儀表很大程度上已經(jīng)被智能化儀表所取代，其中一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)就是可以由直接用戶或者制造商對(duì)智能化儀表進(jìn)行參數(shù)配置，以便豐富產(chǎn)品的品種和提高性能。參數(shù)配置一個(gè)最便捷的方法就是通過數(shù)字通信與智能化儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。IEC61158標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了幾種現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議，其中HART、基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線H1和PROFIBUS PA協(xié)議可用于兩線制變送器進(jìn)行數(shù)字通信。采用基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線H1和PROFIBUS PA協(xié)議的儀表是完全的數(shù)字通信儀表，一般不具備模擬輸出功能。HART協(xié)議使用符合BELL202標(biāo)準(zhǔn)的頻移鍵控(FSK)將數(shù)字信號(hào)作為交流信號(hào)疊加在4～20mA的直流信號(hào)上，實(shí)現(xiàn)通信功能。上述三種協(xié)議不可避免的均采用了調(diào)制解調(diào)器，從而實(shí)現(xiàn)方案較復(fù)雜，增加儀表的成本。HART協(xié)議變送器采用FSK技術(shù)，在產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)時(shí)需要增加調(diào)制解調(diào)器等電路，使得產(chǎn)品成本較高，并且有一定的技術(shù)難度。我國現(xiàn)場(chǎng)使用的很多儀表并不使用其在線通信功能，其良好的通信功能并不能得以發(fā)揮，傳統(tǒng)的兩線制變送器仍然大行其道。現(xiàn)有技術(shù)的兩線制變送器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通信速率低，對(duì)產(chǎn)品的參數(shù)配置慢，因此，當(dāng)前亟待研制一種能夠克服以上問題的兩線制變送器系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可避免出現(xiàn)上述技術(shù)缺陷的兩線制變送器系統(tǒng)及其通信方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種兩線制變送器系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)、通信轉(zhuǎn)換模塊、負(fù)載電阻、熱電阻溫度變送器模塊和電源，電源、熱電阻溫度變送器模塊和通信轉(zhuǎn)換模塊依次連接，負(fù)載電阻并聯(lián)在通信轉(zhuǎn)換模塊兩端，計(jì)算機(jī)通過RS232接口與通信轉(zhuǎn)換模塊相連接。

進(jìn)一步地，所述電源為24V電源。

進(jìn)一步地，通信轉(zhuǎn)換模塊包括依次連接的幅值調(diào)整電路單元、發(fā)送控制電路單元、變壓器輸出電路單元、濾波放大電路單元和串口單元，變壓器輸出電路單元上連接有通信端口。

進(jìn)一步地，通信轉(zhuǎn)換模塊包括依次連接的幅值調(diào)整電路單元、發(fā)送控制電路單元、變壓器輸出電路單元、濾波放大電路單元、CPU和串口單元，CPU與幅值調(diào)整電路單元相連接，變壓器輸出電路單元上連接有通信端口。

進(jìn)一步地，熱電阻溫度變送器模塊包括信號(hào)激勵(lì)調(diào)理電路單元、轉(zhuǎn)換單元以及依次連接的CPU、幅值調(diào)整電路單元、信號(hào)疊加模塊、恒流輸出電路單元、濾波放大電路單元，信號(hào)激勵(lì)調(diào)理電路單元與CPU相連接，放大電路單元與CPU相連接，CPU、轉(zhuǎn)換單元和信號(hào)疊加模塊依次連接。

一種兩線制變送器系統(tǒng)的通信方法，包括步驟：通信轉(zhuǎn)換模塊將從RS232接口接收到的信號(hào)進(jìn)行衰減后輸出至負(fù)載電阻上，然后將熱電阻溫度變送器模塊的應(yīng)答信號(hào)進(jìn)行濾波和放大后再傳送給RS232接口，完成通信轉(zhuǎn)換過程。

本發(fā)明提供的兩線制變送器系統(tǒng)及其通信方法，兩線制變送器系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、通信轉(zhuǎn)換模塊、負(fù)載電阻、熱電阻溫度變送器模塊和電源，電源、熱電阻溫度變送器模塊和通信轉(zhuǎn)換模塊依次連接，負(fù)載電阻并聯(lián)在通信轉(zhuǎn)換模塊兩端，計(jì)算機(jī)通過RS232接口與通信轉(zhuǎn)換模塊相連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通信速率高，對(duì)產(chǎn)品的參數(shù)配置更快捷，降低了系統(tǒng)成本，可以很好地滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為第一種結(jié)構(gòu)的通信轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為第二種結(jié)構(gòu)的通信轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4為第二種結(jié)構(gòu)的通信轉(zhuǎn)換模塊的電路圖；

圖5為熱電阻溫度變送器模塊的結(jié)構(gòu)框圖；

圖6為熱電阻溫度變送器模塊的電路圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，一種兩線制變送器系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)、通信轉(zhuǎn)換模塊、負(fù)載電阻、熱電阻溫度變送器模塊和電源，電源、熱電阻溫度變送器模塊和通信轉(zhuǎn)換模塊依次連接，負(fù)載電阻并聯(lián)在通信轉(zhuǎn)換模塊兩端，計(jì)算機(jī)通過RS232接口與通信轉(zhuǎn)換模塊相連接。所述電源為24V電源。計(jì)算機(jī)通過RS232接口，經(jīng)過通信轉(zhuǎn)換模塊，與熱電阻溫度變送器模塊進(jìn)行半雙工的數(shù)據(jù)交換，進(jìn)行參數(shù)配置。

通信轉(zhuǎn)換模塊可以采用兩種結(jié)構(gòu)，如圖2所示，第一種結(jié)構(gòu)的通信轉(zhuǎn)換模塊包括依次連接的幅值調(diào)整電路單元、發(fā)送控制電路單元、變壓器輸出電路單元、濾波放大電路單元和串口單元，變壓器輸出電路單元上連接有通信端口；如圖3和圖4所示，第二種結(jié)構(gòu)的通信轉(zhuǎn)換模塊包括依次連接的幅值調(diào)整電路單元、發(fā)送控制電路單元、變壓器輸出電路單元、濾波放大電路單元、CPU和串口單元，CPU與幅值調(diào)整電路單元相連接，變壓器輸出電路單元上連接有通信端口。第二種結(jié)構(gòu)的通信轉(zhuǎn)換模塊的智能化程度更高，具有更高的環(huán)境適應(yīng)性和通信可靠性。通信轉(zhuǎn)換模塊將從RS232接口接收到的信號(hào)進(jìn)行衰減后輸出至負(fù)載電阻上，然后將熱電阻溫度變送器模塊的應(yīng)答信號(hào)進(jìn)行濾波和放大后再傳送給RS232接口，完成通信轉(zhuǎn)換過程。

如圖5和圖6所示，熱電阻溫度變送器模塊包括信號(hào)激勵(lì)調(diào)理電路單元、轉(zhuǎn)換單元以及依次連接的CPU、幅值調(diào)整電路單元、信號(hào)疊加模塊、恒流輸出電路單元、濾波放大電路單元，信號(hào)激勵(lì)調(diào)理電路單元與CPU相連接，放大電路單元與CPU相連接，CPU、轉(zhuǎn)換單元和信號(hào)疊加模塊依次連接。熱電阻溫度變送器模塊的CPU根據(jù)配置參數(shù)完成熱電阻信號(hào)的采集工作，熱電阻信號(hào)通過信號(hào)激勵(lì)調(diào)理電路單元實(shí)現(xiàn)電阻到電壓信號(hào)(mV)的轉(zhuǎn)換，電壓信號(hào)(mV)經(jīng)由CPU內(nèi)部的增益放大器和A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換，CPU將采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過線性化和補(bǔ)償?shù)扔?jì)算后，得到需要輸出的4～20mA電流值，輸出給轉(zhuǎn)換單元(轉(zhuǎn)換電路為PWM電路，可以由D/A電路代替)，并經(jīng)放大器調(diào)整后由壓控恒流源電路輸出至供電回路，實(shí)現(xiàn)兩線制的熱電阻溫度變送器功能。從電源線耦合的通信信號(hào)經(jīng)過濾波放大電路單元的選頻濾波和信號(hào)放大后接入CPU的RXD端，應(yīng)答響應(yīng)信號(hào)由CPU的TXD端發(fā)出后經(jīng)過幅值調(diào)整電路單元衰減后，與轉(zhuǎn)換單元輸出的信號(hào)在信號(hào)疊加模塊疊加后輸出至恒流輸出電路單元和供電回路。

一種兩線制變送器系統(tǒng)的通信方法，包括步驟：通信轉(zhuǎn)換模塊將從RS232接口接收到的信號(hào)進(jìn)行衰減后輸出至負(fù)載電阻上，然后將熱電阻溫度變送器模塊的應(yīng)答信號(hào)進(jìn)行濾波和放大后再傳送給RS232接口，完成通信轉(zhuǎn)換過程。

本發(fā)明提供的兩線制變送器系統(tǒng)及其通信方法，兩線制變送器系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、通信轉(zhuǎn)換模塊、負(fù)載電阻、熱電阻溫度變送器模塊和電源，電源、熱電阻溫度變送器模塊和通信轉(zhuǎn)換模塊依次連接，負(fù)載電阻并聯(lián)在通信轉(zhuǎn)換模塊兩端，計(jì)算機(jī)通過RS232接口與通信轉(zhuǎn)換模塊相連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通信速率高，對(duì)產(chǎn)品的參數(shù)配置更快捷，可以很好地滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。