[实用新型]一种DCS系统热电偶输入模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及DCS系统，尤其涉及一种DCS系统热电偶输入模块。

背景技术

目前，分布式控制系统(distributed control systems,简称DCS)是一个高可靠性、开放性、灵活性、易于维护、协调性、控制功能齐全的系统，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。新华DCS系统NetPAC是新华新一代的DCS系统。

分布式控制系统(distributed control systems,简称DCS)它是一个高可靠性、开放性、灵活性、易于维护、协调性、控制功能齐全的系统。

分布式控制系统大多数应用现场恶劣的电力、石油、化工、钢铁、造纸、水泥、脱硫、除尘、水处理环境下，对现场控制及采集，一般模拟量输入模块的通道基本为4通道或8通道，通道较少，所采集的仪表有限，往往需要很多独立输入模块来实现对现场信号采集，而现场仪表传感器往往与采集模块距离较远，现场调试差错需要远距离配合往往使用对讲机，而对讲机对模拟量信号一般都存在较大干扰，使得现场传感器与模块实际数据误差的确定难以进行。

因此，本领域的技术人员致力于研究一种DCS系统热电偶输入模块，有效的提高模拟量输入模块的采集精度以及抗干扰能力。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型提供一种DCS系统热电偶输入模块，能够有效地提高模拟量输入模块的采集精度以及抗干扰能力，保证现场调试的便利性和生产过程持久稳定的运行。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种DCS系统热电偶输入模块，具有8 路热电偶信号输入通道，其特征在于，所述热电偶输入模块包括输入电路、 PHOTOMOS开关阵列、模数转换器、微处理器、FPGA和电源模块，其中，

所述输入电路包含8个通道，用于8路热电偶信号输入；

所述PHOTOMOS开关阵列位于所述输入电路与所述FPGA之间，对所述输入电路进行隔离；

所述模数转换器位于所述PHOTOMOS开关阵列和所述FPGA之间，对经过 PHOTOMOS开关阵列隔离之后的热电偶信号进行模数转换，并将转换后的热电偶信号发送给所述FPGA，所述模数转换器和所述FPGA之间通过隔离SPI总线进行通讯；

所述微处理器负责热电偶数据的预处理、数据封装和采样控制指令以及校验参数的存储，通过并行总线与FPGA交换数据和命令；

所述FPGA用于和所述DCS系统的上位机通讯，把现场仪表的模拟量和状态参数送给所述DCS系统的操作员站进行处理；所述FPGA接收PHOTOMOS发送的开关信号并进行译码选择正确的热电偶通道送入所述模数转换器进行ADC采样；

所述电源模块将系统24V直流供电电源转换为5V和3.3V直流电源为各个模块供电。

在本实用新型的较佳实施方式中，所述热电偶输入模块还包括LED指示灯，用于显示热电偶通道的状态，所述FPGA根据热电偶通道的状态，驱动LED指示灯显示对应的提示状态。

在本实用新型的另一较佳实施方式中，所述模数转换器为集成FPGA的24位 A/D转换芯片ADS1248。

在本实用新型的较佳实施方式中，所述微处理器为ST公司32位的ARM7 MO516LAN芯片。

在本实用新型的另一较佳实施方式中，所述FPGA为Lattice公司 LCMXO2-1200HC-6TG100芯片。

在本实用新型的较佳实施方式中，所述FPGA设置有两个RS485通讯接口，实现和所述DCS系统上位机的双冗余数据交换。

在本实用新型的另一较佳实施方式中，所述FPGA内部包含一个双口RAM，所述FPGA通过所述双口RAM与外部交换数据。

本实用新型具有8路热电偶信号输入通道、使用带数字隔离PHOTOMOS切换通道、采用放大器与ADC集成为一体的高集成度高精度芯片ADS1248进行信号采样，高性能的FPGA和ARM CPU驱动采样芯片采样，能够有效地提高模拟量输入模块的采集精度以及抗干扰能力，保证现场调试的便利性和生产过程持久稳定的运行。