專利名稱：智能型防爆壓力變送控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自動化儀表，特別是一種用于含有爆炸危險性氣體工業(yè)環(huán)境中實 現(xiàn)智能化測控一體化的智能型防爆壓力變送控制器。
背景技術：
目前國內有關智能壓力變送控制器的研究多集中在集壓力傳感、測量、顯示以及壓力 信號變送及控制，在現(xiàn)場控制上尚未見在含有爆炸危險性氣體工業(yè)環(huán)境中同時具有壓力傳 感、測量、顯示、壓力信號變送、現(xiàn)場控制、中文界面、通訊和硬件兼容等技術于一體智 能壓力變送控制器的相關報道。 發(fā)明內容
本實用新型的目的是要提供一種智能型防爆壓力變送控制器，針對目前石油、化工、 電力、煤炭、軍事設施等領域對置于可能出現(xiàn)爆炸危險氣體環(huán)境中的儀表市場需求以及公 知技術的不足，提供一種實用合理，操作簡單，集成壓力傳感、測量、顯示、信號輸出、 現(xiàn)場控制、防爆、中文界面以及通訊等多功能一體化的智能型防爆壓力變送控制器。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的智能型防爆壓力變送控制器，包括傳感模塊、信號 放大模塊、V/I變換模塊、通訊模塊和防爆隔離模塊，其特征在于防爆殼體內安裝有傳 感模塊、信號放大模塊、V/I變換模塊、中央處理器CPU模塊、LCD顯示模塊、變送模塊、
開關輸出模塊、通訊模塊、電源模塊和防爆隔離模塊，傳感模塊與信號放大模塊連接，信
號放大模塊與V/I變換模塊連接，V/I變換模塊輸出端與中央處理器CPU模塊輸入端連接， 中央處理器CPU模塊與LCD顯示模塊、變送模塊、開關輸出模塊和通訊模塊連接，防爆隔 離模塊與傳感模塊、信號放大模塊、V/I變換模塊、中央處理器CPU模塊、LCD顯示模塊、 變送模塊、開關輸出模塊、通訊模塊和電源模塊連接。中央處理器CPU模塊電路采用 ATMEGA8L單片機。變送模塊電路由光電隔離藕合器U201、數模轉換器U202、電流變換器 U203構成。電源模塊適應電源范圍為DC12-36V電源或AC85-265V電源，開關輸出模塊的 開關輸出觸頭電壓可達450V、電流5A。防爆殼體材料為鋁合金。
本實用新型提供的智能型防爆壓力變送控制器，采用模塊化結構，可根據客戶需求組 合成不同型號和不同規(guī)格的產品。儀表在工作過程中將管道壓力信號采集轉換并通過通訊、變送、開關或LCD顯示等形式傳遞信息，這些信息可以通過通訊模塊的RS485物理結構 組成工業(yè)通訊網絡，在網絡中可以有不同的協(xié)議格式進行信息交換和傳輸(如M0DBUS協(xié) 議)，也可以通過遠端設備采集變送輸出的4-20mA信號同樣達到信息傳輸的目的，使工業(yè) 防爆領域也能實現(xiàn)網絡集中控制，提高工業(yè)自動化水平。本實用新型采用LCD中文顯示界 面，內置簡易調試說明，極大方便一線工人應用，克服了LED顯示段碼，須記憶段碼含義 才能現(xiàn)場調試的煩惱；硬件電路電源模塊適應范圍寬，可接入DC12-36V電源或AC85-265V 電源，開關輸出額定電壓可達450V、額定電流容量5A (目前， 一般開關輸出電壓及容量 為220V、 3A)。本實用新型適用于石油、化工、煤炭、冶金、軍工等行業(yè)中的l區(qū)及l(fā)區(qū) 以下含有爆炸危險性氣體環(huán)境，對設備進行控制和信息傳輸，實現(xiàn)自動化網絡集中監(jiān)控。 與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有工作可靠、測量穩(wěn)定、實時顯示、中文界面、防爆、體 積小、傳輸穩(wěn)定、性價比高等特點，整合了傳感器、計算機、通訊、防爆等多種技術于一 體，因而市場前景廣闊。以下結合附圖
和實施例對本實用新型作進一步說明。 圖l是本實用新型主視圖。 圖2是本實用新型左視圖。 圖3是本實用新型連接示意圖。
圖4是本實用新型信號放大模塊和V/I變換模塊電路圖。 圖5是本實用新型中央處理器CPU模塊電路圖。 圖6是本實用新型LCD顯示模塊電路圖。 圖7是本實用新型變送模塊電路圖。 圖8是本實用新型通訊模塊電路圖。 圖9是本實用新型電源模塊電路圖。
具體實施方式

一種智能型防爆壓力變送控制器，包括傳感模塊l、信號放大模塊2、 V/I變換模塊3、 通訊模塊8和防爆隔離模塊10，防爆殼體11內安裝有傳感模塊1、信號放大模塊2、 V/I 變換模塊3、中央處理器CPU模塊4、 LCD顯示模塊5、變送模塊6、開關輸出模塊7、通 訊模塊8、電源模塊9和防爆隔離模塊10，傳感模塊1與信號放大模塊2連接，信號放大 模塊2與V/I變換模塊3連接，V/I變換模塊3輸出端與中央處理器CPU模塊4輸入端連 接，中央處理器CPU模塊4與LCD顯示模塊5、變送模塊6、開關輸出模塊7和通訊模塊8連接，防爆隔離模塊10與傳感模塊1、信號放大模塊2、 V/I變換模塊3、中央處理器CPU 模塊4、 LCD顯示模塊5、變送模塊6、開關輸出模塊7、通訊模塊8和電源模塊9連接。 中央處理器CPU模塊4電路采用ATMEGA8L單片機。變送模塊6電路由光電隔離藕合器U201、 數模轉換器U202、電流變換器U203(XTR116)構成。電源模塊9適應電源范圍為DC12-36V 電源或AC85-265V電源，開關輸出模塊7的開關輸出觸頭電壓可達450V、電流5A。防爆 殼體ll材料為鋁合金。
壓力信號由傳感模塊1收集后送入信號放大模塊2，經放大后送到V/I變換模塊3轉 換為頻率信號，由TO 口輸入中央處理器CPU模塊4進行濾波及計算處理，處理結果的一 路經變送模塊6轉為4-20mA信號經防爆隔離模塊10防爆隔離后遠傳，或由通訊模塊8經 防爆隔離后與外界進行通訊，處理結果的另一路通過開關輸出模塊7輸出開關信號。同時 處理結果及自診斷故障信息通過LCD顯示模塊5進行中文顯示。DC12-36V電源或AC85-265V 電源接入電源模塊9經處理為DC5V、 DC12V、 DC24V后輸出為各電路單元提供電源。
信號放大模塊2由JK5傳感器輸入塊、數字開關U4、運算放大器U3等器件構成。V/I 變換模塊3由電壓頻率轉換器U5等器件構成。該電路沒有設計調零和調放大電位器，由 軟件數字處理實現(xiàn)調零和調放大。工作時傳感器檢測到的壓力信號經過U3和U5變換處理 后，由U5的FV 口輸出經中央處理器CPU模塊4的T0 口進入CPU。
中央處理器CPU模塊4,由ATMEGA8L單片機構成，該單片機TO 口外接V/I變換模塊 3輸出端，PB1、 SDA、 SCL 口外接變送模塊6輸入端，TXD、 RXD接通訊模塊8輸入端，PB5、 PC6、 PCO、 PC1、 PC2外接LCD顯示模塊5輸入端。
LCD顯示模塊5電路與CPU的PB5、 PC6、 PCO、 PC1、 PC2 口連接，工作時CPU通過串 口通訊方式將數據寫入LCD控制器中再由LCD控制器控制而顯示出文字，LCD顯示模塊5 采用LED背光技術，為中文界面顯示，顯示兩行文字為當前壓力和當前變送電流(或自診 斷故障信息)、 一行開關動作狀態(tài)圖形為1〇2〇3〇4〇，其中"O"表示開，"參"表示關。
變送模塊6由光電隔離藕合器U201、數模轉換器U202、電流變換器U203 (XTR116) 構成。工作時中央處理器CPU模塊4輸出的PWM調制信號和SDA， SCL控制信號經U201光 電隔離后送到U202輸入口， U202將數字信號轉換為模擬信號輸出，輸出信號送到U203后 變換為4-20mA電流信號輸出。
通訊模塊8由光電隔離藕合器U403、U402和低功耗通訊收發(fā)器U401 (SN65HVD3082) 所構成。工作時中央處理器CPU模塊4的TXD、 RXD經過光電隔離后聯(lián)接通訊收發(fā)器U401，
5通訊收發(fā)器U401通過A、 B 口與外界通訊。
電源模塊9由濾波電感L401、模塊電源B401、穩(wěn)壓管Ul和穩(wěn)壓管U8等器件構成。 工作時外部電源AC85-265V電源經PW+、 PW-口接入，通過L401濾波、B401模塊電源轉換 為DC24V和DC5V ，供給CPU和開關電路電源。DC24V 口又經Ul轉換為DC12V供給信號運 放電路電源；若外部電源為DC12-36V電源則直接由+24 口接入，由Ul和U8轉換后為各模 塊供電。
防爆殼體11符合《GB3836.1-2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第1部分:通用要求》、 《GB3836. 2-2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第2部分隔爆型"d"》防爆標準的有關 規(guī)定，材料為鋁合金，能承受7J的沖擊能量，玻璃窗能承受4J的沖擊能量，防爆標志為 ExdlIBT4。
權利要求1、一種智能型防爆壓力變送控制器，包括傳感模塊(1)、信號放大模塊(2)、V/I變換模塊(3)、通訊模塊(8)和防爆隔離模塊(10)，其特征在于防爆殼體(11)內安裝有傳感模塊(1)、信號放大模塊(2)、V/I變換模塊(3)、中央處理器CPU模塊(4)、LCD顯示模塊(5)、變送模塊(6)、開關輸出模塊(7)、通訊模塊(8)、電源模塊(9)和防爆隔離模塊(10)，傳感模塊(1)與信號放大模塊(2)連接，信號放大模塊(2)與V/I變換模塊(3)連接，V/I變換模塊(3)輸出端與中央處理器CPU模塊(4)輸入端連接，中央處理器CPU模塊(4)與LCD顯示模塊(5)、變送模塊(6)、開關輸出模塊(7)和通訊模塊(8)連接，防爆隔離模塊(10)與傳感模塊(1)、信號放大模塊(2)、V/I變換模塊(3)、中央處理器CPU模塊(4)、LCD顯示模塊(5)、變送模塊(6)、開關輸出模塊(7)、通訊模塊(8)和電源模塊(9)連接。
2、 根據權利要求1所述的智能型防爆壓力變送控制器，其特征在于中央處理器 CPU模塊(4)電路采用ATMEGA8L單片機。
3、 根據權利要求1所述的智能型防爆壓力變送控制器，其特征在于變送模塊(6) 電路由光電隔離藕合器U201、數模轉換器U202、電流變換器U203構成。
4、 根據權利要求1所述的智能型防爆壓力變送控制器，其特征在于電源模塊(9) 適應電源范圍為DC12-36V電源或AC85-265V電源，開關輸出模塊(7)的開關輸出觸頭 電壓可達450V、電流5A。
5、 根據權利要求1所述的智能型防爆壓力變送控制器，其特征在于防爆殼體(ll) 材料為鋁合金。
專利摘要本實用新型公開了一種智能型防爆壓力變送控制器，涉及一種自動化儀表，它由傳感模塊、信號放大模塊、V/I變換模塊、中央處理器CPU模塊、LCD顯示模塊、變送模塊、開關輸出模塊和通訊模塊、防爆隔離模塊組成。整合了傳感器、計算機、通訊、防爆多種技術于一體，采用LCD中文顯示界面，內置簡易調試說明；電源模塊適應范圍寬，可接入DC12-36V電源或AC85-265V電源，開關輸出額定電壓可達450V、額定電流容量5A。本實用新型適用于石油、化工、煤炭、冶金等行業(yè)中的1區(qū)及1區(qū)以下含有爆炸危險性氣體環(huán)境，對設備進行控制和信息傳輸，具有防爆、測量穩(wěn)定、實時顯示、中文界面、體積小和性價比高等特點，市場前景廣闊。
文檔編號G05D16/20GK201345059SQ20082019352
公開日2009年11月11日 申請日期2008年12月6日 優(yōu)先權日2008年12月6日
發(fā)明者郭良波, 龍德伍 申請人:宜昌市力天電氣有限責任公司