專利名稱：一種現(xiàn)場(chǎng)采集信號(hào)的變送和處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種能對(duì)被測(cè)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視、控制，為用戶提供快捷便利的技術(shù)支持的現(xiàn)場(chǎng)采集信號(hào)的變送和處理裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有一些生產(chǎn)類似破碎機(jī)等設(shè)備的企業(yè)，通常是以實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)來生產(chǎn)和測(cè)試設(shè)備的。尤其在產(chǎn)品成型后，需要改進(jìn)時(shí)，也是完全憑借有豐富經(jīng)驗(yàn)的機(jī)械、電氣工程師的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)來完成，且所作的改進(jìn)也都是感性的，沒有精確的數(shù)據(jù)參數(shù)作為指導(dǎo)，以致最后的產(chǎn)品也沒有數(shù)據(jù)參數(shù)指標(biāo)。另外，像破碎機(jī)等設(shè)備銷售并投入運(yùn)營后，由于生產(chǎn)、維修地點(diǎn)和實(shí)際工作運(yùn)行地點(diǎn)相隔甚遠(yuǎn)，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)沒有辦法能及時(shí)得到有關(guān)工程師的技術(shù)支持，會(huì)使得生產(chǎn)效率降低，影響工程進(jìn)度。
為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，人們一直期望對(duì)上述設(shè)備(例如破碎機(jī))在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的主要性能參數(shù)進(jìn)行采集，一方面通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的信號(hào)進(jìn)行分析得出結(jié)論進(jìn)而采取相應(yīng)的遠(yuǎn)程控制，另一方面為將來設(shè)備改進(jìn)提供重要依據(jù)。因此，人們對(duì)集多種功能為一體的，即現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)變送、采集處理以及能支持遠(yuǎn)程控制的裝置的需求愈來愈大。
而現(xiàn)場(chǎng)采集的信號(hào)需要通過變送器送往測(cè)試、控制系統(tǒng)，而現(xiàn)有的熱電阻(RTD)信號(hào)變送器一般是大型、單通道、分立式的結(jié)構(gòu)，價(jià)格昂貴。尤其應(yīng)用于測(cè)試和控制領(lǐng)域時(shí)，往往會(huì)受到體積、連接方式、價(jià)格等諸方面的制約，而使得該熱電阻信號(hào)變送器在使用上受到了限制，同時(shí)連接方式的復(fù)雜性也降低了使用的可靠性。另外，在實(shí)際的工業(yè)測(cè)量和控制應(yīng)用中，往往有多種變送器的輸出信號(hào)(如熱電偶、壓力、流量、位移、振動(dòng)等)需要送往計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，這樣也會(huì)帶來多種信號(hào)輸入時(shí)的接線困難。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種使用可靠性高、便于多種信號(hào)輸入時(shí)的接線、成本較低的現(xiàn)場(chǎng)采集信號(hào)的變送和處理裝置，它支持遠(yuǎn)程監(jiān)視、控制，旨在通過該裝置為用戶提供快捷便利的技術(shù)支持。
本實(shí)用新型所提供的一種現(xiàn)場(chǎng)采集信號(hào)的變送和處理裝置，其特征在于，它包括電阻信號(hào)變送模塊、與該電阻信號(hào)變送模塊相連的數(shù)據(jù)采集卡、與該數(shù)據(jù)采集卡相連的計(jì)算機(jī)主板、以及向上述電阻信號(hào)變送模塊、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)主板供電的電源模塊，其中數(shù)據(jù)采集卡，用于接收所述電阻信號(hào)變送模塊輸出的模擬信號(hào)，如1-5V的直流電壓信號(hào)或其它信號(hào)，通過板載的A/D轉(zhuǎn)換芯片，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，加載到數(shù)據(jù)總線，并通過PC104總線接口輸出所采集的數(shù)據(jù)，到計(jì)算機(jī)主板；計(jì)算機(jī)主板，用于處理所述數(shù)據(jù)采集卡所采集的數(shù)據(jù)，并可通過串行通訊口輸出數(shù)據(jù)；電阻信號(hào)變送模塊，包括PC104總線、一獨(dú)立電源插座、一輸入接線器、一輸出接線器和若干個(gè)電阻信號(hào)變送及電壓/電流信號(hào)切換單元，所述的若干個(gè)電阻信號(hào)變送及電壓/電流信號(hào)切換單元分別連接在與所述輸入接線器和所述輸出接線器之間，所述PC104總線和連接在該P(yáng)C104總線上的獨(dú)立電源插座均連接在一所述電阻信號(hào)變送及電壓/電流信號(hào)切換單元上，又；每一電阻信號(hào)變送及電壓/電流信號(hào)切換單元包括串并聯(lián)連接的電橋陣列和可調(diào)電阻陣列，串聯(lián)在該并聯(lián)線路上的信號(hào)變送處理電路，以及夸接在該串并聯(lián)線路首尾之間的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)接器，其中輸入接線器，用于現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)輸出的接入，可以直接和電阻傳感器連接，也可通過接線盒連接；信號(hào)變送處理電路，用于將電阻信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)；電橋陣列，用于阻值配置，通過阻值的配置，使本變送模塊支持各種規(guī)格和量程的電阻的信號(hào)處理；可調(diào)電阻陣列，用于對(duì)各種熱電阻傳感器在其精度范圍內(nèi)的精度不一致性進(jìn)行修正，以提高本變送模塊變送信號(hào)的準(zhǔn)確性；輸入信號(hào)轉(zhuǎn)接器，用于通過其設(shè)置調(diào)整，以期對(duì)每一路的輸入信號(hào)進(jìn)行選擇，即現(xiàn)場(chǎng)既可輸入電阻信號(hào)，也可直接輸入其它變送器輸出的電壓或電流信號(hào)。
上述的現(xiàn)場(chǎng)采集信號(hào)的變送和處理裝置，其中輸出接線器的輸出端子形式采用雙列針型插頭，以與計(jì)算機(jī)的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊的輸入形式相匹配。
采用了上述的技術(shù)解決方案，操作人員可方便地利用本實(shí)用新型現(xiàn)場(chǎng)采集信號(hào)的變送和處理裝置，通過計(jì)算機(jī)主板反映和控制被測(cè)設(shè)備測(cè)試過程的運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)與調(diào)試，而且電阻信號(hào)變送模塊采用了PC104總線結(jié)構(gòu)，可直接插在計(jì)算機(jī)主板上。本實(shí)用新型支持各種規(guī)格和量程的電阻，如鉑電阻或銅電阻，可直接與各種計(jì)算機(jī)A/D轉(zhuǎn)換板連接，除了輸入電阻信號(hào)外，還可直接輸入其它(如熱電偶、壓力、流量、位移、振動(dòng)等)變送器的電壓或電流信號(hào)，解決了實(shí)際的工業(yè)測(cè)量和控制應(yīng)用時(shí)對(duì)多種信號(hào)輸入的接線困難問題，同時(shí)，提高了使用的可靠性，降低了制造成本。


圖1是本實(shí)用新型現(xiàn)場(chǎng)采集信號(hào)的變送和處理裝置的電路框圖；圖2是本實(shí)用新型的電阻信號(hào)變送模塊實(shí)施例的電路框圖；圖3是本實(shí)用新型的電阻信號(hào)變送模塊實(shí)施例的電氣原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型，即一種現(xiàn)場(chǎng)采集信號(hào)的變送和處理裝置，包括電阻信號(hào)變送模塊10、與該電阻信號(hào)變送模塊10相連的數(shù)據(jù)采集卡20、與該數(shù)據(jù)采集卡20相連的計(jì)算機(jī)主板30、以及向上述電阻信號(hào)變送模塊10、數(shù)據(jù)采集卡20和計(jì)算機(jī)主板30供電的40。
數(shù)據(jù)采集卡20，用于接收所述電阻信號(hào)變送模塊10輸出的模擬信號(hào)，如1-5V的直流電壓信號(hào)或其它信號(hào)，通過板載的A/D轉(zhuǎn)換芯片，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，加載到數(shù)據(jù)總線，并通過PC104總線接口輸出所采集的數(shù)據(jù)，到計(jì)算機(jī)主板30?？刹捎弥袊{(lán)天工控公司生產(chǎn)的型號(hào)為PCM-9669的芯片；計(jì)算機(jī)主板30，用于處理所述數(shù)據(jù)采集卡20所采集的數(shù)據(jù)，并可通過串行通訊口輸出數(shù)據(jù)，直接與上位監(jiān)控工業(yè)計(jì)算機(jī)通訊?？刹捎弥袊{(lán)天工控公司生產(chǎn)的型號(hào)為PCC-3568的芯片；電源模塊40，可采用常見的開關(guān)電源，其直流輸出5V、+12V及-12V；如圖2～3所示，電阻信號(hào)變送模塊，它包括PC104總線1、一獨(dú)立電源插座4、一輸入接線器2、一輸出接線器5和八個(gè)電阻信號(hào)變送及電壓/電流信號(hào)切換單元3。
八個(gè)電阻信號(hào)變送及電壓/電流信號(hào)切換單元3分別連接在與輸入接線器2和輸出接線器5之間，PC104總線1和連接在該P(yáng)C104總線1上的獨(dú)立電源插座4均連接在一電阻信號(hào)變送及電壓/電流信號(hào)切換單元3上，又；每一電阻信號(hào)變送及電壓/電流信號(hào)切換單元3包括串并聯(lián)連接的電橋陣列32和可調(diào)電阻陣列33，串聯(lián)在該電橋陣列32和可調(diào)電阻陣列33并聯(lián)線路上的信號(hào)變送處理電路34，以及夸接在該并聯(lián)與串聯(lián)線路的首尾之間的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)接器31，其中輸入接線器2，用于現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)輸出的接入，可以直接和熱電阻傳感器連接，也可通過接線盒連接，可采用常見的小型輸入接線端子，以使現(xiàn)場(chǎng)的接線工作的方便。
信號(hào)變送處理電路34，用于將電阻信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，可由型號(hào)為XTR105集成電路芯片、電橋陣列32、可調(diào)電阻陣列33、電容C1、C2、電阻R6所組成。
電橋陣列32，用于阻值配置，通過阻值的配置，使本變送模塊支持各種規(guī)格和量程的熱電阻的信號(hào)處理，如鉑電阻或銅電阻等。改變電橋的阻值配置，就可支持各種規(guī)格和量程的熱電阻，如鉑電阻Pt100或銅電阻Cu50。可由電阻R2、R3、R7所形成。
可調(diào)電阻陣列33，用于對(duì)各種熱電阻傳感器在其精度范圍內(nèi)的精度不一致性進(jìn)行修正，以提高本變送模塊變送信號(hào)的準(zhǔn)確性，可由電阻R1、R4、R5、電容C3所形成。
輸入信號(hào)轉(zhuǎn)接器31，用于通過其內(nèi)設(shè)置調(diào)整，以期對(duì)每一路的輸入信號(hào)進(jìn)行選擇，即現(xiàn)場(chǎng)既可輸入熱電阻信號(hào)，也可直接輸入其它變送器輸出的1-5V電壓或4-20mA電流信號(hào)，解決了測(cè)量和控制應(yīng)用時(shí)，多種信號(hào)輸入時(shí)的接線困難問題?？刹捎靡唤M輸入/輸出信號(hào)轉(zhuǎn)接插座。
輸出接線器5采用輸出接線插座，輸出端子形式采用雙列針型插頭，以與計(jì)算機(jī)的模擬/數(shù)值轉(zhuǎn)換模塊的輸入形式相匹配。
PC104總線1是由PC104總線和電容C1、C2、C4所組成。
本實(shí)用新型以電阻信號(hào)變送模塊、計(jì)算機(jī)主板為中心，不僅可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試所獲取的信號(hào)進(jìn)行變送、分析并采取相應(yīng)控制，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)與調(diào)試，而且結(jié)構(gòu)緊湊。本實(shí)用新型除了可接收電阻信號(hào)外，還可接受其它(如熱電偶、壓力、流量、位移、振動(dòng)等)變送器輸出的直流1-5V或者4-20mA信號(hào)。改變扁平電纜的壓接方式，就可直接與各種計(jì)算機(jī)A/D轉(zhuǎn)換板連接。
以上實(shí)施例僅供說明本實(shí)用新型之用，而非對(duì)本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變化，因此，所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本實(shí)用新型的范疇，應(yīng)由各權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求1.一種現(xiàn)場(chǎng)采集信號(hào)的變送和處理裝置，其特征在于，它包括電阻信號(hào)變送模塊(10)、與該電阻信號(hào)變送模塊(10)相連的數(shù)據(jù)采集卡(20)、與該數(shù)據(jù)采集卡(20)相連的計(jì)算機(jī)主板(30)、以及向上述電阻信號(hào)變送模塊(10)、數(shù)據(jù)采集卡(20)和計(jì)算機(jī)主板(30)供電的電源模塊(40)，其中數(shù)據(jù)采集卡(20)，用于接收所述電阻信號(hào)變送模塊(10)輸出的模擬信號(hào)，通過板載的A/D轉(zhuǎn)換芯片，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，加載到數(shù)據(jù)總線，并通過PC104總線接口輸出所采集的數(shù)據(jù)，到計(jì)算機(jī)主板(30)；計(jì)算機(jī)主板(30)，用于處理所述數(shù)據(jù)采集卡(20)所采集的數(shù)據(jù)，并可通過串行通訊口輸出數(shù)據(jù)；電阻信號(hào)變送模塊(10)，包括PC104總線(1)、一獨(dú)立電源插座(4)、一輸入接線器(2)、一輸出接線器(5)和若干個(gè)電阻信號(hào)變送及電壓/電流信號(hào)切換單元(3)，所述的若干個(gè)電阻信號(hào)變送及電壓/電流信號(hào)切換單元(3)分別連接在與所述輸入接線器(2)和所述輸出接線器(5)之間，所述PC104總線(1)和連接在該P(yáng)C104總線(1)上的獨(dú)立電源插座(4)均連接在一所述電阻信號(hào)變送及電壓/電流信號(hào)切換單元(3)上，又；每一電阻信號(hào)變送及電壓/電流信號(hào)切換單元(3)包括串并聯(lián)連接的電橋陣列(32)和可調(diào)電阻陣列(33)，串聯(lián)在該并聯(lián)線路上的信號(hào)變送處理電路(34)，以及夸接在該串并聯(lián)線路首尾之間的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)接器(31)，其中輸入接線器(2)，用于現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)輸出的接入，可以直接和電阻傳感器連接，也可通過接線盒連接；信號(hào)變送處理電路(34)，用于將電阻信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)；電橋陣列(32)，用于阻值配置，通過阻值的配置，使本變送模塊支持各種規(guī)格和量程的電阻的信號(hào)處理；可調(diào)電阻陣列(33)，用于對(duì)各種熱電阻傳感器在其精度范圍內(nèi)的精度不一致性進(jìn)行修正，以提高本變送模塊變送信號(hào)的準(zhǔn)確性；輸入信號(hào)轉(zhuǎn)接器(31)，用于通過其設(shè)置調(diào)整，以期對(duì)每一路的輸入信號(hào)進(jìn)行選擇，即現(xiàn)場(chǎng)既可輸入電阻信號(hào)，也可直接輸入其它變送器輸出的電壓或電流信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種現(xiàn)場(chǎng)采集信號(hào)的變送和處理裝置，其特征在于，所述輸出接線器(5)的輸出端子形式采用雙列針型插頭，以與計(jì)算機(jī)的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊的輸入形式相匹配。
專利摘要一種現(xiàn)場(chǎng)采集信號(hào)的變送和處理裝置，包括電阻信號(hào)變送模塊、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)主板和電源模塊，數(shù)據(jù)采集卡，用于接收電阻信號(hào)變送模塊輸出的模擬信號(hào)，并通過PC104總線接口輸出數(shù)據(jù)；計(jì)算機(jī)主板，用于處理數(shù)據(jù)采集卡所采集的數(shù)據(jù)，并可通過串行通訊口輸出數(shù)據(jù)；電阻信號(hào)變送模塊包括PC104總線、一獨(dú)立電源插座、一輸入接線器、一輸出接線器和若干個(gè)電阻信號(hào)變送及電壓/電流信號(hào)切換單元。本實(shí)用新型通過計(jì)算機(jī)主板反映和控制被測(cè)設(shè)備測(cè)試過程的運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)與調(diào)試。本實(shí)用新型除了輸入電阻信號(hào)外，還可直接輸入其它變送器的電壓或電流信號(hào)，解決了實(shí)際的工業(yè)測(cè)量和控制應(yīng)用時(shí)對(duì)多種信號(hào)輸入的接線困難問題，同時(shí)，提高了使用的可靠性，降低了制造成本。
文檔編號(hào)G06F3/05GK2716904SQ20042003699
公開日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2004年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月30日
發(fā)明者陳建, 陳江洪, 湯雪華, 祁峰 申請(qǐng)人:上海電氣(集團(tuán))總公司研究中心