[实用新型]实现分布式控制系统与测量设备互连的输入接口装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及分布式控制系统(DCS，Distributed Control System)的数据交换技术，尤其涉及实现分布式控制系统与智能测量设备互连的输入接口装置。 

背景技术

分布式控制系统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，它综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)技术(即4C技术)，基本思想是实现对系统的分散控制、集中操作、分级管理、灵活配置以及方便组态。DCS具有数据获取、直接数字控制、人机交互以及监控和管理等功能。 

自从分布式控制系统问世以来已经在各个行业的工业控制领域得到了广泛的应用，尤以系统本身的高可靠性、方便的组态软件、丰富的控制算法以及开放的联网能力等渐成为过程工业自动控制的主流系统。随着现代计算机和通讯网络技术的高速发展，DCS正向着多元化、网络化、开放化以及集成管理的方向发展。因此，对其提出了更高的要求：必须能够将不同类型的设备进行互连，来实现系统之间的数据交换。 

可寻址远程传感器高速通道(HART，Highway Addressable Remote Transducer)现场总线协议是工业控制领域广泛认可的通讯标准，它兼容现有的4～20mA工业设备及电缆，同时还增加了设备间的数字通讯的能力。 

目前，还没有将HART现场总线协议应用于不同DCS之间的互连上，且现有的不同DCS之间的互连方式还普遍存在着可靠性问题。因此，需要提供一种实现分布式控制系统互连的接口装置来解决上述问题。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种实现分布式控制系统与测量设备互连的输入接口装置，能够通过采用HART现场总线协议提高互连的接口性能。 

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种实现分布式控制系统与测量设备互连的输入接口装置，包括多路输入通道、隔离模块以及控制模块，每一输入通道除了包括模拟输入通道的模拟数据采集模块外，还包括可寻址远程传感器高速通道的滤波电容及整形模块，其中： 

滤波电容的第一端连接相应输入通道的第一输入端，该滤波电容第二端连接相应整形模块的输入端，该整形模块的输出端通过隔离模块连接控制模块。 

进一步地，模拟数据采集模块包括输入电阻、滤波器以及模数转换模块，其中： 

输入电阻的两端分别连接相应输入通道的第一输入端和第二输入端，该输入电阻的两端同时连接相应滤波器的输入端，该滤波器的输出端连接所述模数转换模块的输入端，该模数转换模块的输出端通过隔离模连接控制模块。 

进一步地，多路可寻址远程传感器高速通道的整形模块和多路模拟输入通道的所述模拟数据采集模块均安装在子卡上，隔离模块和控制模块均安装在主卡上；其中，整形模块包括通过开关选通连接的HART接收整形单元和HART发送整形单元；控制模块包括依次连接的信号解调单元、UART接收单元、串并转换单元、HART协议处理单元、高级数据链路控制单元以及与HART协议处理单元连接的数据采集处理单元。 

进一步地， 

滤波电容第二端通过开关连接HART接收整形单元的输入端，该HART接收整形单元的输出端通过隔离模块中相应的光电隔离器连接信号解调单元的输入端，该信号解调单元的输出端连接UART接收单元的输入端，该UART接收单元的输出端连接串并转换单元的输入端，该串并转换单元的输出端连接HART协议处理单元的第一输入端，该HART协议处理单元的第一输出端 连接高级数据链路控制单元的第一输入端； 

模数转换模块的输出端通过隔离模块中相应的光电隔离器连接数据采集处理单元的输入端，该数据采集单元的输出端连接高级数据链路控制单元的第二输入端； 

该高级数据链路控制单元的第一输出端分别连接到两个RS-485接口的输入端，通过该两个RS-485接口的输出端均输出承载在一起的HART数据与电流数据。 

进一步地，控制模块还包括并串转换单元、UART发送单元以及信号调制单元。 

进一步地，