二线制变送器的制作方法

1.本发明涉及工业控制技术领域，具体涉及二线制变送器。


背景技术：

2.变送器具有方便采样、可远端供电、抗干扰、适合远距离传输、节约线缆、自带断线功能检测、适合本安设计等特点，在现代工业过程控制领域有着极其广泛的应用。但目前的多变量变送器，根据输出信号量的数目，对应的输出电缆数目也同步增加，不但在长距离传输中浪费线缆，且布线复杂、增加施工难度。


技术实现要素：

3.1、发明要解决的技术问题
4.针对变送器在长距离传输中浪费线缆的技术问题，本发明提供了二线制变送器，它简化变送器安装、布线等环节，线路简化，降低劳动强度。
5.2、技术方案
6.为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：包括依次连接的传感器模块、信号选通模块、电流信号变送模块，所述传感器模块对多种信号进行采集，并将采集到的多种信号传输给信号选通模块；所述信号选通模块将接收到的多种信号调制为对应的多种电压等级信号，并将多种电压等级信号定时依次循环传输给电流信号变送模块；所述电流信号变送模块将多种电压等级信号转换为对应的多种电流信号，并将多种电流信号通过二线制定时依次循环输出给控制设备。
7.可选的，多种所述电压等级信号为0.1v～3v电压范围内的均等分，多种所述电流信号为4.2ma～20ma电流范围内的均等分。
8.可选的，相邻所述电压等级信号之间具有等级过渡区。
9.可选的，相邻所述电流信号之间具有等级过渡区。
10.可选的，所述信号选通模块输出不同电压等级信号的频率为2s/次，所述电流信号变送模块输出不同电压等级电流信号的频率为2s/次。
11.可选的，所述传感器模块为mems加速传感器、温度传感器、磁通门传感器、湿度传感器、霍尔传感器、红外传感器、压力传感器中的一种、两种或三种。
12.可选的，所述信号选通模块为低功耗mcu、asic专用芯片或者模拟数字电路组合。
13.可选的，所述传感器模块将采集到的信号通过模拟接口或数字接口将信号传输至信号选通模块。
14.3、有益效果
15.采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
16.(1)本技术实施例提出的二线制变送器，利用信号选通模块对多种采样信号进行分时选通，将不同传感器模块的采样数据以不同的电压范围(电压等级信号)分时依次循环输送电流变送模块，再由电流信号变送模块将多种电流信号通过二线制定时依次循环输出
给控制设备，电压等级信号和电流信号一一对应，控制设备可以为plc、dcs系统，使工业控制系统设备减少，线路简化，只需简单修改系统软件即可匹配原有的plc、dcs系统使用，简化变送器安装、布线等环节，为降低劳动强度、减少工程施工时间提供了一种切实可行的技术方案。
17.(2)本技术实施例提出的二线制变送器，相邻两个电压等级之间留出的0.1v电压是为了能区分多种信号，不会在两个等级过渡区内发生混淆。
附图说明
18.图1为本发明实施例提出的二线制变送器的原理框图。
19.各附图中的标记为：1、传感器模块；2、信号选通模块；3、电流信号变送模块。
具体实施方式
20.为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。
21.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。本发明中所述的第一、第二等词语，是为了描述本发明的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本发明的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。同一实施例中的多个技术方案，以及不同实施例的多个技术方案之间，可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案，均在本发明要求保护的范围内。
22.实施例1
23.结合附图1，本实施例的二线制变送器，包括依次连接的传感器模块1、信号选通模块2、电流信号变送模块3，所述传感器模块1对多种信号进行采集，所述传感器模块1将采集到的多种信号传输给信号选通模块2，所述信号选通模块2将接收到的多种信号调制为对应的多种电压等级信号，并将多种电压等级信号定时依次循环传输给电流信号变送模块3，所述电流信号变送模块3将多种电压等级信号转换为对应的多种电流信号，并将多种电流信号通过二线制定时依次循环输出给控制设备。传感器模块1可以是多个传感器，也可以是一个传感器对多个不同信号进行采样。利用信号选通模块2对多种采样信号进行分时选通，将不同传感器模块1的采样数据以不同的电压范围(电压等级信号)分时依次循环输送电流变送模块，再由电流信号变送模块3将多种电流信号通过二线制定时依次循环输出给控制设
备，电压等级信号和电流信号一一对应，控制设备可以为plc、dcs系统，使工业控制系统设备减少，线路简化，只需简单修改系统软件即可匹配原有的plc、dcs系统使用，简化变送器安装、布线等环节，为降低劳动强度、减少工程施工时间提供了一种切实可行的技术方案。
24.实施例2
25.结合附图1，本实施例的二线制变送器，与实施例1的技术方案相比，可改进如下：多种所述电压等级信号为0.1v～3v电压范围内的均等分，多种所述电流信号为4.2ma～20ma电流范围内的均等分。
26.例如，传感器模块1为两种传感器，两种传感器分别采集不同的传感信号，信号选通模块2接收到的两种信号分别调制到0.1v～1.4v、1.5v～3v电压等级范围，电流信号变送模块3定时依次将对应的4.2ma～12.1ma、12.2ma～20ma范围的电流信号循环输出给控制设备；若传感器模块1为三种传感器，信号选通模块2接收到的两种信号分别调制到0.1v～1v、1.1v～2v、2.1v～3v电压等级范围，所述电流信号变送模块3定时依次将对应的4.2ma～9.4ma、9.5ma～14.7ma、14.8ma～20ma范围的电流信号循环输出给控制设备。
27.二线制变送器为标准4～20ma变送器接口形式，供电必须满足不大于这个范围，以保证变送器可工作于本质安全环境中。任何超过20ma供电能力的情况都可能导致危险环境下的爆炸。
28.实施例3
29.结合附图1，本实施例的二线制变送器，与实施例1或2的技术方案相比，可改进如下：相邻所述电压等级信号之间具有等级过渡区，相邻所述电流信号之间具有等级过渡区。电压等级过渡区为0.1v，电流等级过渡区为0.1a，相邻两个电压等级之间留出的0.1v电压是为了能区分多种信号，不会在两个等级过渡区内发生混淆。由于将传统的单路4～20ma信号分成了若干份，同时中间留有过渡区间，所以精度相比传统单路变送器有所降低，每路信号的响应时间也相应增加，因此本发明采集信号种类不宜过多。
30.实施例4
31.结合附图1，本实施例的二线制变送器，与实施例1-3任一项技术方案相比，可改进如下：
32.所述信号选通模块2输出不同种类电压等级信号的频率为2s/次，所述电流信号变送模块3输出不同种类电流信号的频率为2s/次。多种不同的电压等级信号，在信号选通模块2的控制下，以2秒一种电压等级信号的方式分时发送给电流信号变送模块3，电流信号变送模块3分时将对应的多种电流信号，以2秒一种(一路)的方式分时循环输出。
33.实施例5
34.结合附图1，本实施例的二线制变送器，与实施例1-4任一项技术方案相比，可改进如下：
35.所述传感器模块1为mems加速传感器、温度传感器、磁通门传感器、湿度传感器、霍尔传感器、红外传感器、压力传感器中的一种、两种或三种。
36.实施例6
37.结合附图1，本实施例的二线制变送器，与实施例1-5任一项技术方案相比，可改进如下：所述信号选通模块为低功耗mcu、asic专用芯片或者模拟数字电路组合。
38.实施例7
39.结合附图1，本实施例的二线制变送器，与实施例1-6任一项技术方案相比，可改进如下：
40.所述传感器模块将采集到的信号通过模拟接口或数字接口将信号传输至信号选通模块2。
41.以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。