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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(hào)；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(hào)和外部感溫元件的測量信號(hào)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(hào)和測量信號(hào)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(duì)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(hào)，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(duì)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(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，傳統(tǒng)對(duì)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(duì)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(hào)；
[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(hào)和所述外部感溫元件的測量信號(hào)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(hào)和測量信號(hào)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(duì)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(hào)。
[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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(shí)別外接的感溫元件的接線方式和類型；
[0017]根據(jù)識(shí)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(duì)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(hào)。
[0019]進(jìn)一步，所述根據(jù)識(shí)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(duì)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(shí)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(hào)，和參考感溫元件的參考信號(hào)；
[0026]將所述測量信號(hào)和參考信號(hào)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(duì)現(xiàn)有技術(shù)中溫度變送器易用性低的問題，通過對(duì)外部感溫元件的接線方式和類型的識(shí)別，從而采用與外部感溫元件的接線方式和類型對(duì)應(yīng)的重構(gòu)方案對(duì)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(hào)，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(duì)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(qǐng)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(hào)。
[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(hào)和外部感溫元件的測量信號(hào)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(hào)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(hào)端子接IOM上拉電阻，通過檢測1、2、3、4號(hào)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(hào)(由參考感溫元件提供)和測量信號(hào)(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(hào)處理，其從檢測接口模塊2取得經(jīng)AD轉(zhuǎn)換的參考信號(hào)和測量信號(hào)，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(duì)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(hào)。
[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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(shí)，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(shí)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(shí)，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(hào)(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(hào)； 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(hào)和所述外部感溫元件的測量信號(hào)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(hào)和測量信號(hào)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(duì)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(hào)。
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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(shí)別外接的感溫元件的接線方式和類型； 根據(jù)識(shí)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(duì)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(hào)。
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(shí)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(duì)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(shí)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(hào)，和參考感溫元件的參考信號(hào)； 將所述測量信號(hào)和參考信號(hào)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(hào)】G01D5/12GK103791925SQ201410075095
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)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(qǐng)人:西南大學(xué)