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可重構(gòu)溫度變送器及重構(gòu)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種可重構(gòu)溫度變送器及重構(gòu)方法，其中變送器包括參考感溫元件，用于提供參考信號；檢測接口模塊，與外部感溫元件和參考感溫元件連接，用于檢測外部感溫元件的接線方式，以及將參考感溫元件的參考信號和外部感溫元件的測量信號進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換；可重構(gòu)模塊，用于將經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后的參考信號和測量信號分別轉(zhuǎn)換為參考值和測量值；和處理模塊，用于獲取檢測接口模塊檢測到的外部感溫元件的接線方式以及根據(jù)可重構(gòu)模塊輸出的參考值和測量值，確定外部感溫元件的類型；以及用于根據(jù)外部感溫元件的接線方式和類型，對可重構(gòu)模塊的溫度處理邏輯進(jìn)行重構(gòu)，使可重構(gòu)模塊能夠處理外部感溫元件測量的信號，本發(fā)明實(shí)施例，可以提高溫度變送器的易用性。
【專利說明】可重構(gòu)溫度變送器及重構(gòu)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，尤其涉及一種可重構(gòu)溫度變送器及重構(gòu)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)過程中，溫度變送器主要用于對各種氣體、液體或者固體的溫度進(jìn)行測量以及將測得的溫度信號進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，傳統(tǒng)對溫度變送器的研究主要集中在提高其測量精度方面，而忽略了其易用性的提高，導(dǎo)致其易用性十分的差，這具體表現(xiàn)在:溫度變送器在連接上感溫元件時(shí)，需要進(jìn)行“調(diào)零量程操作”和“調(diào)滿量程操作”，待調(diào)試完成后才能安裝到應(yīng)用現(xiàn)場投入使用，并且在選擇感溫元件時(shí)，對于某一溫度變送器只能選擇某些熱電阻作為其感溫元件，這極大的限制了溫度變送器的使用場合，另外在進(jìn)行校準(zhǔn)操作時(shí)，需要重復(fù)繁瑣的“調(diào)零量程操作”和“調(diào)滿量程操作”，嚴(yán)重的降低了溫度變送器的使用靈活性，另外當(dāng)選擇的感溫元件變化時(shí)，需要重新進(jìn)行“調(diào)零量程操作”和“調(diào)滿量程操作”，甚至可能會(huì)重新選擇另一類溫度變送器，另外當(dāng)用新溫度變送器替換老舊的溫度變送器時(shí)，也需要重新進(jìn)行“調(diào)零量程操作”和“調(diào)滿量程操作”，這些都降低了溫度變送器的易用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種可重構(gòu)溫度變送器及重構(gòu)方法，可以解決現(xiàn)有中溫度變送器易用性低的問題。
[0004]本發(fā)明提供一種可重構(gòu)溫度變送器，包括:
[0005]參考感溫元件，用于提供參考信號；
[0006]檢測接口模塊，與外部感溫元件和參考感溫元件連接，用于檢測外部感溫元件的接線方式，以及將所述參考感溫元件的參考信號和所述外部感溫元件的測量信號進(jìn)行模擬數(shù)字AD轉(zhuǎn)換；
[0007]可重構(gòu)模塊，用于將所述檢測接口模塊經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后的參考信號和測量信號分別轉(zhuǎn)換為參考值和測量值；
[0008]和，處理模塊，用于獲取檢測接口模塊檢測到的外部感溫元件的接線方式，以及根據(jù)所述可重構(gòu)模塊輸出的參考值和測量值，確定所述外部感溫元件的類型；
[0009]所述處理模塊，還用于根據(jù)所述外部感溫元件的接線方式和類型，對所述可重構(gòu)模塊的溫度處理邏輯進(jìn)行重構(gòu)，使所述可重構(gòu)模塊能夠處理所述外部感溫元件測量的信號。
[0010]進(jìn)一步，所述檢測接口模塊包括:模擬選擇開關(guān)、第一 AD轉(zhuǎn)換單元和第二 AD轉(zhuǎn)換單元，所述參考感溫元件的輸出連接至所述第一 AD轉(zhuǎn)換單元的輸入，所述第一 AD轉(zhuǎn)換單元的輸出連接至所述可重構(gòu)模塊；所述外部感溫元件的輸出連接至所述模擬選擇開關(guān)的輸入，所述模擬選擇開關(guān)的輸出部分直接連接至所述處理模塊，部分連接至所述第二 AD轉(zhuǎn)換單元的輸入，所述第二 AD轉(zhuǎn)換單元的輸出連接至所述可重構(gòu)模塊。
[0011]進(jìn)一步，所述外部感溫元件和參考感溫元件均為熱電阻。[0012]進(jìn)一步，所述外部感溫元件的接線方式包括:兩線制、三線制或四線制。
[0013]進(jìn)一步，所述可重構(gòu)模塊為可編程器件。
[0014]進(jìn)一步，所述處理模塊，具體用于根據(jù)外部感溫元件的接線方式和類型，判斷本地是否預(yù)存與所述接線方式和類型對應(yīng)的重構(gòu)方案，若本地預(yù)存相應(yīng)的重構(gòu)方案，則直接從本地提取重構(gòu)方案對可重構(gòu)模塊進(jìn)行重構(gòu)，若本地未預(yù)存相應(yīng)的重構(gòu)方案，則從遠(yuǎn)程獲取重構(gòu)方案對可重構(gòu)模塊進(jìn)行重構(gòu)或者采用遠(yuǎn)程手動(dòng)的方式對可重構(gòu)模塊進(jìn)行重構(gòu)。
[0015]本發(fā)明還提供了一種用于可重構(gòu)溫度變送器中的重構(gòu)方法，包括:
[0016]識別外接的感溫元件的接線方式和類型；
[0017]根據(jù)識別的接線方式和類型獲取相應(yīng)的重構(gòu)方案；
[0018]根據(jù)獲取的重構(gòu)方案，對可重構(gòu)部分的溫度處理邏輯進(jìn)行重構(gòu)，使可重構(gòu)部分能夠處理所述外接的感溫元件測量的信號。
[0019]進(jìn)一步，所述根據(jù)識別的接線方式和類型獲取相應(yīng)的重構(gòu)方案包括:
[0020]判斷本地是否存儲(chǔ)有與所述接線方式和類型對應(yīng)的重構(gòu)方案；
[0021]若判斷結(jié)果為是，則從本地直接獲取相應(yīng)的重構(gòu)方案；
[0022]若判斷結(jié)果為否，則通過遠(yuǎn)程自動(dòng)或遠(yuǎn)程手動(dòng)的方式獲取相應(yīng)的重構(gòu)方案。
[0023]進(jìn)一步，所述外部感溫元件的接線方式包括:兩線制、三線制或四線制。
[0024]進(jìn)一步，所述識別外接的感溫元件的類型，包括:
[0025]獲取外接的感溫元件輸出的測量信號，和參考感溫元件的參考信號；
[0026]將所述測量信號和參考信號分別轉(zhuǎn)換為測量值和參考值；
[0027]根據(jù)所述測量值和參考值的大小關(guān)系確定所述外接的感溫元件的類型。
[0028]本發(fā)明的有益效果:
[0029]本發(fā)明實(shí)施例，針對現(xiàn)有技術(shù)中溫度變送器易用性低的問題，通過對外部感溫元件的接線方式和類型的識別，從而采用與外部感溫元件的接線方式和類型對應(yīng)的重構(gòu)方案對可重構(gòu)模塊的溫度處理邏輯進(jìn)行重構(gòu)，使其能夠處理外部感溫元件的溫度信號，從而提高溫度變送器的易用性，使其能夠?qū)崿F(xiàn)“即插即用”，免去繁雜的“調(diào)零量程操作”和“調(diào)滿量程操作”，即在溫度變送器中引入可重構(gòu)技術(shù)實(shí)現(xiàn)其易用性的提高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0031]圖1是本發(fā)明提供的可重構(gòu)溫度變送器的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖2是圖1中檢測接口模塊的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖3- (a)至(C)是外部感溫元件的接線方式的示意圖。
[0034]圖4是圖1中處理模塊的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖5是規(guī)劃子模塊的自動(dòng)機(jī)的實(shí)施例的示意圖。
[0036]圖6是本發(fā)明提供重構(gòu)方法的實(shí)施例的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]請參考圖1，是本發(fā)明提供的可重構(gòu)溫度變送器的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括:參考感溫元件1、檢測接口模塊2、可重構(gòu)模塊3和處理模塊4，其中參考感溫元件I與檢測接口模塊2連接，檢測接口模塊2分別與可重構(gòu)模塊3和處理模塊4連接，可重構(gòu)模塊3與處理模塊4之間也相互連接，另外檢測接口模塊2還與外部感溫元件連接，在本實(shí)施例，夕卜部感溫元件可更換。
[0038]其中，參考感溫元件I，主要用于提供參考信號。
[0039]其中，檢測接口模塊2，主要用于檢測外部感溫元件的接線方式，以及將參考感溫元件的參考信號和外部感溫元件的測量信號進(jìn)行AD (模擬數(shù)字)轉(zhuǎn)換。
[0040]具體的，如圖2所示，檢測接口模塊2在其一種實(shí)施方式中包括:模擬選擇開關(guān)21、第一 AD轉(zhuǎn)換單元22和第二 AD轉(zhuǎn)換單元23，其中參考感溫元件I的輸出連接至第一 AD轉(zhuǎn)換單元22的輸入，第一 AD轉(zhuǎn)換單元22的輸出連接至可重構(gòu)模塊3 ;外部感溫元件的輸出連接至模擬選擇開關(guān)21的輸入，模擬選擇開關(guān)21的輸出部分直接連接至與處理模塊4，部分連接至第二 AD轉(zhuǎn)換單元23的輸入，第二 AD轉(zhuǎn)換單元23的輸出連接至可重構(gòu)模塊3。
[0041]工作時(shí)，通過控制模擬選擇開關(guān)21與第二 AD轉(zhuǎn)換單元23斷開，與處理模塊4閉合，實(shí)現(xiàn)外部感溫元件的接線方式的測量，通過控制模擬選擇開關(guān)21與處理模塊4斷開，與第二 AD轉(zhuǎn)換單元23的閉合，實(shí)現(xiàn)外部感溫元件的測量信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換。
[0042]本實(shí)施例中，外部感溫元件的接線方式可以選擇為兩線制、三線制或四線制，這三種接線方式分別如圖3- (a)、圖3- (b)和圖3- (C)所示，在圖3- (a)至(C)中公共端子3接地，1、2、4號端子接IOM上拉電阻，通過檢測1、2、3、4號端子電平，即可以實(shí)現(xiàn)感溫元件的接線方式的檢測。
[0043]其中，可重構(gòu)模塊3，用于將檢測接口模塊2經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后的參考信號(由參考感溫元件提供)和測量信號(由外部感溫元件提供)分別轉(zhuǎn)換為參考值和測量值，其中參考值和測量值可以是電阻值。
[0044]其中，可重構(gòu)模塊3可以由可編程器件實(shí)現(xiàn),例如:FPGA(Field — ProgrammableGate Array,現(xiàn)場可編程門陣列)。其中，可重構(gòu)模塊3主要進(jìn)行信號處理，其從檢測接口模塊2取得經(jīng)AD轉(zhuǎn)換的參考信號和測量信號，計(jì)算出熱電阻阻值，然后發(fā)送到處理器模塊4，或者也可以用二分查表法查分度表將熱電阻阻值轉(zhuǎn)換為溫度值，然后將溫度值發(fā)送到處理器模塊4。
[0045]其中，處理模塊4，用于獲取檢測接口模塊2檢測到的外部感溫元件的接線方式，以及根據(jù)可重構(gòu)模塊3輸出的參考值和測量值，確定外部感溫元件的類型。此處，參考值和測量值可以指熱電阻阻值。
[0046]其中，處理模塊4，還用于根據(jù)外部感溫元件的接線方式和類型，對可重構(gòu)模塊3的溫度處理邏輯進(jìn)行重構(gòu)，使可重構(gòu)模塊3能夠處理外部感溫元件測量的信號。
[0047]具體的，處理模塊4用于根據(jù)外部感溫元件的接線方式和類型，判斷本地是否預(yù)存與接線方式和類型對應(yīng)的重構(gòu)方案，若本地預(yù)存相應(yīng)的重構(gòu)方案，則直接從本地提取重構(gòu)方案對可重構(gòu)模塊進(jìn)行重構(gòu)，若本地未預(yù)存相應(yīng)的重構(gòu)方案，則從遠(yuǎn)程(可以通過增加通信接口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信)獲取重構(gòu)方案對可重構(gòu)模塊進(jìn)行重構(gòu)或者采用遠(yuǎn)程手動(dòng)的方式對可重構(gòu)模塊進(jìn)行重構(gòu)。
[0048]下面舉例說明本發(fā)明實(shí)施例的重構(gòu)過程。
[0049]在本實(shí)施例中，一般需要進(jìn)行兩次重構(gòu)，每次重構(gòu)均包括3個(gè)階段:重構(gòu)辨識，重構(gòu)規(guī)劃，重構(gòu)部署。其中，第一個(gè)重構(gòu)過程只由外部感溫元件的連接方式?jīng)Q定，重構(gòu)結(jié)果只能計(jì)算熱電阻阻值，此過程為辨識感溫元件類型做準(zhǔn)備。第二個(gè)重構(gòu)過程由外部感溫元件的連接方式和類型共同決定，重構(gòu)結(jié)果既能夠計(jì)算熱電阻阻值，也能夠進(jìn)行溫度處理。
[0050]本實(shí)施例，可以由前述的處理模塊4實(shí)現(xiàn)兩次重構(gòu)，具體的如圖4所示，處理模塊4包括:匯聚子模塊41、規(guī)劃子模塊42和執(zhí)行子模塊43，其中匯聚子模塊41進(jìn)行重構(gòu)辨識，規(guī)劃子模塊42進(jìn)行重構(gòu)規(guī)劃，執(zhí)行子模塊43進(jìn)行重構(gòu)部署。
[0051]具體的，匯聚子模塊從可重構(gòu)模塊獲取檢測信號(外部感溫元件的連接方式和參考感溫元件的參考溫度)，并將連接方式(Connection Type,簡稱CT)映射到重構(gòu)條件MCT，如表1所示。
[0052]表一
[0053]
【權(quán)利要求】
1.一種可重構(gòu)溫度變送器，其特征在于:包括: 參考感溫元件，用于提供參考信號； 檢測接口模塊，與外部感溫元件和參考感溫元件連接，用于檢測外部感溫元件的接線方式，以及將所述參考感溫元件的參考信號和所述外部感溫元件的測量信號進(jìn)行模擬數(shù)字AD轉(zhuǎn)換； 可重構(gòu)模塊，用于將所述檢測接口模塊經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后的參考信號和測量信號分別轉(zhuǎn)換為參考值和測量值； 和，處理模塊，用于獲取檢測接口模塊檢測到的外部感溫元件的接線方式，以及根據(jù)所述可重構(gòu)模塊輸出的參考值和測量值，確定所述外部感溫元件的類型； 所述處理模塊，還用于根據(jù)所述外部感溫元件的接線方式和類型，對所述可重構(gòu)模塊的溫度處理邏輯進(jìn)行重構(gòu)，使所述可重構(gòu)模塊能夠處理所述外部感溫元件測量的信號。
2.如權(quán)利要求1所述的可重構(gòu)溫度變送器，其特征在于:所述檢測接口模塊包括:模擬選擇開關(guān)、第一 AD轉(zhuǎn)換單元和第二 AD轉(zhuǎn)換單元，所述參考感溫元件的輸出連接至所述第一AD轉(zhuǎn)換單元的輸入，所述第一 AD轉(zhuǎn)換單元的輸出連接至所述可重構(gòu)模塊；所述外部感溫元件的輸出連接至所述模擬選擇開關(guān)的輸入，所述模擬選擇開關(guān)的輸出部分直接連接至所述處理模塊，部分連接至所述第二 AD轉(zhuǎn)換單元的輸入，所述第二 AD轉(zhuǎn)換單元的輸出連接至所述可重構(gòu)模塊。
3.如權(quán)利要求1所述的可重構(gòu)溫度變送器，其特征在于:所述外部感溫元件和參考感溫元件均為熱電阻。
4.如權(quán)利要求1所述的可重構(gòu)溫度變送器，其特征在于:所述外部感溫元件的接線方式包括:兩線制、三線制或四線制。
5.如權(quán)利要求1所述的可重構(gòu)溫度變送器，其特征在于:所述可重構(gòu)模塊為可編程器件。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的可重構(gòu)溫度變送器，其特征在于:所述處理模塊，具體用于根據(jù)外部感溫元件的接線方式和類型，判斷本地是否預(yù)存與所述接線方式和類型對應(yīng)的重構(gòu)方案，若本地預(yù)存相應(yīng)的重構(gòu)方案，則直接從本地提取重構(gòu)方案對可重構(gòu)模塊進(jìn)行重構(gòu)，若本地未預(yù)存相應(yīng)的重構(gòu)方案，則從遠(yuǎn)程獲取重構(gòu)方案對可重構(gòu)模塊進(jìn)行重構(gòu)或者采用遠(yuǎn)程手動(dòng)的方式對可重構(gòu)模塊進(jìn)行重構(gòu)。
7.一種用于可重構(gòu)溫度變送器中的重構(gòu)方法，其特征在于:包括: 識別外接的感溫元件的接線方式和類型； 根據(jù)識別的接線方式和類型獲取相應(yīng)的重構(gòu)方案； 根據(jù)獲取的重構(gòu)方案，對可重構(gòu)部分的溫度處理邏輯進(jìn)行重構(gòu)，使可重構(gòu)部分能夠處理所述外接的感溫元件測量的信號。
8.如權(quán)利要求7所述的重構(gòu)方法，其特征在于:所述根據(jù)識別的接線方式和類型獲取相應(yīng)的重構(gòu)方案包括: 判斷本地是否存儲(chǔ)有與所述接線方式和類型對應(yīng)的重構(gòu)方案； 若判斷結(jié)果為是，則從本地直接獲取相應(yīng)的重構(gòu)方案； 若判斷結(jié)果為否，則通過遠(yuǎn)程自動(dòng)或遠(yuǎn)程手動(dòng)的方式獲取相應(yīng)的重構(gòu)方案。
9.如權(quán)利要求7或8所述的重構(gòu)方法，其特征在于:所述外部感溫元件的接線方式包括:兩線制、三線制或四線制。
10.如權(quán)利要求7或8所述重構(gòu)方法，其特征在于:所述識別外接的感溫元件的類型，包括: 獲取外接的感溫元件輸出的測量信號，和參考感溫元件的參考信號； 將所述測量信號和參考信號分別轉(zhuǎn)換為測量值和參考值； 根據(jù)所述測量值和參考值的大小關(guān)系確定所述外接的感溫元件的類型。
【文檔編號】G01D5/12GK103791925SQ201410075095
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】趙亦欣, 黃偉, 楊智, 劉靜, 彭正福, 呂躍躍, 劉娟, 吳小軍 申請人:西南大學(xué)