基于電流環和曼徹斯特通信的現場總線儀表制造技術

本實用新型專利技術適用于儀表儀器技術領域，特別是涉及一種基于電流環和曼徹斯特電流通信的現場總線儀表，包括：連接電流生成電路的總線電源正極、總線電源負極以及連接所述電流生成電路輸入端的控制器，所述電流生成電路用于根據該控制器傳輸的電流信號產生響應，其中，所述控制器的一個輸出端通過數模轉換器連接所述電流生成電路輸入端，用于控制4~20mA電流環電流信號的啟停；所述控制器的另一個輸出端連接所述電流生成電路輸入端，用于控制曼徹斯特電流信號的啟停。本現場總線儀表同時兼容電流環通信和曼徹斯特通信，可以根據其使用環境和電磁干擾選擇合適的數據通信方式，提高了其信號傳輸的可靠性和抗干擾能力。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及儀表儀器
，特別是涉及一種包括曼徹斯特編碼和電流環功能的現場總線儀表。
技術介紹
工業控制從早期的就地控制、集中控制，已經發展到現在的集散控制(DCS)，4-20mA信號是DCS系統及現場設備相互連接的最本質特點。隨著數字化和網絡化的發展，傳統的模擬信號只能提供原始的測量和控制信息，而智能變送器在4-20mA信號之上附加信息的能力受通信速率的制約，因此，對整個過程控制系統的機制進行數字化和網絡化，應是其發展的必然趨勢。現場總線在智能現場設備、自動化系統之間提供了一個全數字化的、雙向的、多節點的通信鏈接，促使現場設備數字化和網絡化，并使現場控制功能更加強大。然而，現有的現場總線儀表在環境惡劣或電磁干擾嚴重的情況下，例如，鼓風機運行、電動機運行和變頻器噪聲等，嚴重影響總線信號傳輸的可靠性，究其原因在于:干擾嚴重影響總線數據的波形，導致波形發生畸變，以致不能準確的接收數據，導致誤碼率大大提高。
技術實現思路
鑒于以上所述現有技術的缺點，本技術的目的在于提供一種基于電流環和曼徹斯特電流通信的現場總線儀表，用于解決現有技術中現場總線儀表在環境惡劣或電磁干擾嚴重的情況下，發生電磁干擾，影響總線數據傳輸誤碼率高的問題。為實現上述目的及其他相關目的，本技術提供一種基于電流環和曼徹斯特電流通信的現場總線儀表，連接電流生成電路的總線電源正極、總線電源負極以及連接所述電流生成電路輸入端的控制器，所述電流生成電路用于根據該控制器傳輸的電流信號產生響應，其中，所述控制器的一個輸出端通過數模轉換器連接所述電流生成電路輸入端，用于控制4?20mA電流環電流信號的啟停；所述控制器的另一個輸出端連接所述電流生成電路輸入端，用于控制曼徹斯特電流信號的啟停。作為上述方案的第一優選方案，還包括曼徹斯特電路，所述曼徹斯特電路的輸入端連接所述控制器的輸出端，所述曼徹斯特電路的輸出端連接所述電流生成電路的輸入端。作為上述方案的第一優選方案，所述曼徹斯特電路包括控制開關、第一運算放大器、第一電阻至第五電阻和第一電容；所述控制開關的使能端連接所述控制器的輸出端，所述控制開關的第一輸出端通過所述第一電阻連接所述第一運算放大器的負向輸入端，所述控制開關的第二輸出端連接所述第一運算放大器的正向輸入端，且所述第四電阻和所述第五電阻串聯分壓連接所述第一運算放大器的正向輸入端；所述第一電容和所述第二電阻并聯在所述第一運算放大器的負向輸入端和輸出端之間，第一運算放大器的輸出端通過第三電阻連接所述電流生成電路的輸入端。作為上述方案的第一優選方案，還包括電流環電路，所述電流環電路的輸入端連接所述控制器的輸出端，所述電流環電路的輸出端連接所述電流生成電路的輸入端。作為上述方案的第一優選方案，所述電流環電路包括數模轉換器、電壓基準芯片、第二運算放大器、第九電阻、第十電阻、第三電容和第四電容；所述數模轉換器的輸入控制端連接所述控制器的輸出端，所述數模轉換器的基準端分別通過第三電容、第四電容依次連接所述電壓基準芯片的輸入端和輸出端，所述電壓基準芯片的接地端接地；所述數模轉換器的輸出端通過所述第十電阻連接所述第二運算放大器的正向輸入端，所述第二運算放大器的負向輸入端連接其輸出端，所述第二運算放大器的輸出端通過第九電阻連接所述電流環電路的輸入端。作為上述方案的第一優選方案，所述電流生成電路包括穩壓子電路、控制子電路和解碼子電路，所述控制子電路的輸入端分別連接曼徹斯特電路的輸入端和電流環電路的輸入端，所述穩壓子電路為所述解碼子電路提供穩定電壓。作為上述方案的第一優選方案，所述控制子電路包括第三運算放大器、三極管、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第十一電阻和第二電容；所述第三運算放大器的正向輸入端通過所述第八電阻連接其正向使能端，所述第三運算放大器的正向使能端連接3.3V電壓，所述第六電阻一端連接所述第三運算放大器的正向輸入端，所述第三運算放大器的正向輸入端分別連接所述曼徹斯特電路和所述電流環電路的輸入端；所述第二電容連接在所述第三運算放大器的負向輸入端與其輸出端之間，所述第三運算放大器的負向輸入端通過第十一電阻接地；所述第三運算放大器的輸出端通過第七電阻連接所述三極管的基極。作為上述方案的第一優選方案，所述三極管的集電極連接第一二極管的正極，所述第一二極管的負極連接總線電源負極。作為上述方案的第一優選方案，所述解碼子電路包括第十五電阻、第二二極管、第三二極管、第五電容和電解電容，所述第十五電阻的一端和所述控制子電路中三極管的發射極均接地，所述第十五電阻的另一端連接第六電阻的另一端，所述六電阻的另一端并聯所述第五電容和所述電解電容，且所述電解電容的負極接地，所述第二二極管的負極和第三二極管的負極均接地，所述第二二極管的正極和第三二極管的正極均連接所述第六電阻的另一端。作為上述方案的第一優選方案，所述穩壓子電路包括型號為TL451集成芯片，第十二電阻至第十四電阻、第四二極管和第五二極管，所述集成芯片的正向輸入端與其輸出端之間連接有第十二電阻和第十三電阻，且所述第十二電阻和所述第十三電阻的之間連接3.6V電壓，所述集成芯片的負向輸入端與其輸出端之間連接有第十四電阻，且所述十四電阻遠離所述集成芯片輸出端的一端接地，所述第四二極管的負極、所述第五二極管的負極和所述電解電容的正極均連接3.6V電壓，所述第四二極管的正極極和所述第五二極管的正極均連接總線電源負極。如上所述，本技術的基于電流環和曼徹斯特電流通信的現場總線儀表，具有以下有益效果:本技術中的現場總線儀表不僅支持4?20mA電流環電流通信，還支持曼徹斯特編碼通信，可以相互切換使用，傳輸總線數據通信的方式，提高了其數據傳輸的準確性和抗干擾能力。【附圖說明】圖1顯示為本技術實施例中的一種基于電流環和曼徹斯特電流通信的現場總線儀表結構圖；圖2顯示為本技術實施例中的一種基于電流環和曼徹斯特電流通信的現場總線儀表的電路圖。元件標號說明:1、控制器，2、數模轉換器，3、電流生成電路，4、曼徹斯特電路，5、電流環電路。【具體實施方式】以下由特定的具體實施例說明本技術的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本技術的其他優點及功效。請參閱圖1至圖2。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，并非用以限定本當前第1頁1 2 3 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于電流環和曼徹斯特電流通信的現場總線儀表，其特征在于，包括：連接電流生成電路的總線電源正極、總線電源負極以及連接所述電流生成電路輸入端的控制器，所述電流生成電路用于根據該控制器傳輸的電流信號產生響應，其中，所述控制器的一個輸出端通過數模轉換器連接所述電流生成電路輸入端，用于控制4～20mA電流環電流信號的啟停；所述控制器的另一個輸出端連接所述電流生成電路輸入端，用于控制曼徹斯特電流信號的啟停。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙俊奎，饒曉紅，張銀建，張儀，
申請(專利權)人：重慶川儀自動化股份有限公司，
類型：新型
國別省市：重慶;85