一种集成供电与通信的仪表监控方法与流程

自动化仪表，自动化控制系统。

背景技术：

1、在工业生产环境中，存在有大量的现场仪表，比如温度计，压力计，自动阀门等等。要实现这些仪表的监控和控制，目前的常规做法是将其连接到控制系统的io（输入输出）模块。常见的信号类型有di（数字量输入）/do（数字量输出），ai（模拟量输入）/ao（模拟量输出），各种类型的信号需要采用不同类型的io模块用连接相应的现场仪表。每个信号将会用到一组信号线，比如温度计是模拟量输入信号，就需要用到一组至少2芯线来接入控制系统，而有些设备，比如自动阀门往往不止一个信号，常见的自动阀门有3个信号，分别是2个di和1个do，这就需要用到一组6芯信号线才能将其接入控制系统。考虑到传输距离和信号衰减等因素，通常使用1mm²以上线截面积的电缆进行连接。

2、一个工厂中的各种现场仪表的数量通常是成百上千的，将这些仪表连接到控制系统将会需要大量电缆，相应还需要大量的安装人工时。这将会耗费企业巨额的建设成本。

3、其次，在复杂的工业生产环境中，对于数字量和模拟量信号这类信号的传输，极易出现长距离传输信号衰减，和受到电磁波等环境因素的干扰，从而影响控制精度。

4、另外，目前整制造业都在往智能制造和数字化工厂方向发展。要实现这个目标的基础就是要实现各个设备的互联互通和实时传输设备的状态数据。显然，采用传统的io连接的方式，能获取到的设备数据是比较单一和有限的，仅仅依靠有限的数据是很难做到全面数字化生产和诊断分析的。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中连接现场仪表电缆用量大成本高、信号容易受到干扰、获取的数据信息单一有限，无法满足工业大数据生产分析的要求等缺陷，本发明提供一种集成供电与通信的仪表监控方法，仪表的供电和信号都通过网线来进行传输，从而实现对仪表的监控。

2、本发明采用的技术方案是：一种集成供电与通信的仪表监控方法，包括设置了网络接口模块的现场仪表和支持以太网供电的交换机。现场仪表包括仪表本体和网络接口模块。网络接口模块设置于仪表的接线盒中，是连接仪表与集成供电网络的中间件。网络接口模块包括电源转换模块和信号处理模块。网络接口模块与仪表本体之间采用端子接线连接，与外部集成供电网络之间采用网线进行连接。

3、上述仪表本体采用常规的现场仪表，如温度计，压力计，自动阀门等。仪表本体具备检测和动作执行功能，并且检测和动作执行信号通过开关量信号或者模拟量电流电压信号对外提供接线端子，需要单独供电的仪表具备电源接线端子。

4、上述网络接口模块由电源转换模块和信号处理模块组成。其中电源转换模块采用变压稳压电路将通过集成供电网络传输的电源转换为仪表和接口模块本身需要的电压等级，为仪表和接口模块供电。信号处理模块通过编程的方式，一方面将仪表的本地信号进行采样滤波等处理后转换为控制系统的网络通信信号，另一方面将来自控制系统的网络通信信号转换为仪表的控制信号。同时信号处理模块对仪表进行实时状态监控，并将运行、诊断和故障等信息通过网络通信传输给控制系统。

5、上述集成供电网络目前已经有成熟的技术和相关标准，即poe（以太网供电）。该项技术利用标准以太网8芯线中备用的4芯线来传输电源，从而实现一根网线同时传输电源和网络信号，这项技术在安防领域已经广泛用于连接摄像头。

6、本发明的有益效果是，通过在现场仪表中设置网络接口模块，采用集成供电网络的方式对现场仪表进行监控。取消了现场仪表的连接电缆，从而降低了工程的建设成本。另外，现场仪表采用网络通信的方式传输信号，增强了稳定性和抗干扰性，同时可以实时获取更多的仪表状态和诊断数据供分析使用。

技术特征：

1.一种集成供电与通信的仪表监控方法，包括设置了网络接口模块的现场仪表，支持以太网供电的交换机，其特征在于：网络接口模块将仪表的供电集成到网络接口中，仪表的供电与通信都通过一根网线进行传输。

2.根据权利要求1所述的集成供电与通信的仪表监控方法，其特征在于：现场仪表中的网络接口模块（2）具备电源转换功能和信号处理功能；电源转换功能将网络传输的电源转换后为仪表供电，信号处理功能用于仪表开关量和模拟量信号与网络通信信号的双向转换，并传输仪表的状态及诊断数据给控制系统。

技术总结本发明公开了一种集成供电与通信的仪表监控方法。将电源和通信信号都通过网线进行传输。仪表内部设置专用的网络接口模块，负责将传输过来的电源转换成仪表所需电源，为仪表供电。同时，负责网络通信信号与仪表的开关量与模拟量信号的双向转换，实现用网络通信的方式对仪表进行监控。技术研发人员：杜秋旭受保护的技术使用者：广州市菲迅逻辑自动化有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15