[发明专利]一种总线仲裁的模拟电流与现场总线信号的智能转换系统

说明书

技术领域

本发明属于工业自动化领域，特别涉及现场总线技术在产品上开发应用的一种总线仲裁的模拟电流与现场总线信号的智能转换系统。 

背景技术

现场总线技术在产品上开发应用还没有形成一个品种齐全、功能完善的产品系列；由于目前存在多种现场总线标准，使得现有的产品还不能完全满足用户的需要，因此一些暂时市场上还没有的现场总线规格的仪表只能使用常规4～20mA信号设备。另外一个重要的原因是，对于用户来说，尽管现场总线系统有着这么多的优点，但工程费用也是他们是否采纳该产品的考虑因素之一。现场总线智能仪表目前较常规仪表价格高出15％左右，在相对于可以使用非智能仪表的分散控制系统(DCS)中，即使考虑到接口卡等元件和电缆的节省后，现场总线系统硬件开支仍可能比使用非智能仪表的DCS有所增加，所以一些用户在不重要的位置还愿意使用非智能仪表来节省投资。第三，对于项目改造，许多常规4～20mA信号设备还不能一概废弃，必须利用部分原有的常规4～20mA信号设备，于是一种“混合型”方案在现阶段是一种极为经济、合理的系统数字化改造的解决方案。对此，一个很好的解决的办法是通过一种转换装置将传统的模拟信号仪表“转接”到现场总线上来，这样，既发挥了现场总线技术的各种优势，同时又大大节省了成本，特别是对于系统改造用户来说，可以很好地利用现有的模拟信号仪表。 

本申请人取得的实用新型专利“模拟电流与现场总线信号的智能转换装置(ZL200920109922.0)”通过一种转换装置将传统的模拟信号仪表“转接”到现场总线上来，既发挥了现场总线技术的各种优势，同时又大大节省了成本，特别 是对于系统改造用户来说，提供了一种极为经济、合理的系统数字化改造的解决方案。上述专利(ZL200920109922.0)使用MICRIOFIP芯片作为通信控制器，仅能实现总线“基本站”的功能，不具备总线仲裁器的功能；同时由于芯片存储容量小，使其能够处理的由于网络节点数据交换的变量数目较少，变量交换的处理能力有限，当基于变量交换的网络数据传输量较大时，处理效率较低，在实现基于现场多设备的全分布式控制和大容量的设备间远程数据交换时受到一定的限制。本发明专利不但具有上述专利(ZL200920109922.0)的优点，而且解决了其中存在的以上几个主要问题，使该装置不但可作为基本节点，而且还可作为总线仲裁器使用，实现了整个总线网络中仲裁设备的多主冗余热备用，大大提高了网络通信的可靠性；同时，为已较大变量数目的设备间通信为基础的全分布式控制的实现提供了支持。 

发明内容

本发明型的目的是提供一种总线仲裁的模拟电流与现场总线信号的智能转换系统，其特征在于，所述智能转换装置包括转换模块、主模块、显示模块及其软件配置；主模块分别与转换模块、显示模块连接；其中主模块包含微处理器、通信模块及通信接口单元；通信模块的地址总线A[0:8]和数据地址复用总线AD[0:7]分别连接微处理器的地址总线A[0:8]和D[0:7]，及与微处理器内部存储器片选线接地。 

所述转换模块包括多路开关、信号调理、A/D转换器及信号隔离串联构成。 

所述显示模块选用字符型LCD点阵模块作显示器件；通过并行接口与微处理器总线连接。 

本发明的有益效果，该智能转换装置是一种将4～20mA标准电流信号转换为WorldFIP现场总线数字信号的转换装置，同时具有较大数量的网络变量处理能力 和总线仲裁功能，使传统的模拟信号设备融入到网络化的数字控制系统中，充分利用现有的设备实现了系统的改造，大大降低了成本和投资；同时，该装置不但可作为基本节点，而且还可作为总线仲裁器使用，实现了整个总线网络中仲裁设备的多主冗余热备用，从而提高了网络通信的可靠性；能够处理更大数量的网络变量，为基于现场智能设备的较大规模的全分布式控制的实现提供了有力的支持。本系统具有如下特点： 

1)具有智能化，具有输入信号自动校正、非线性补偿、数字滤波等功能，修正和克服了所连接的各类模拟电流设备引进的误差和干扰，从而提高了装置的的测量转换精度； 

2)置具有自测试和自诊断功能，通过现场总线网络可为用户提供诊断信息，提高了装置自身的信息化程度；