Módulo de entrada y salida analógica.

Un módulo de E / S analógica (22) para un sistema de PLC (20) que incluye una pluralidad de transmisores de HART

(30), estando el módulo de E / S analógica caracterizado por:

unidad procesadora de señales primera y segunda (40, 50),

estando la primera unidad procesadora de señales (40) configurada para:

separar la señal analógica, ingresada desde la pluralidad de transmisores de HART (30) y superpuesta con los primeros datos de HART, de los primeros datos de HART,

convertir la señal analógica en datos digitales,

convertir los primeros datos de HART en datos digitales,

transmitir los primeros datos de HART a una segunda unidad procesadora de señales (50), y

transmitir los segundos datos de HART, recibidos desde la segunda unidad procesadora de señales (50), a al menos uno entre la pluralidad de transmisores de HART (30); y

estando la segunda unidad procesadora de señales (50) configurada para controlar la primera unidad procesadora de señales (40) y almacenar el resultado de la conversión.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E13150907.

Solicitante: LSIS Co., Ltd.

Nacionalidad solicitante: República de Corea.

Dirección: 1026-6, Hogye-Dong Dongan-gu, Anyang-si Gyeonggi-do 431-080 REPUBLICA DE COREA.

Inventor/es: SIN,YONGGAK.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > CONTROL; REGULACION > SISTEMAS DE CONTROL O DE REGULACION EN GENERAL; ELEMENTOS... > Sistemas de control por programa (aplicaciones específicas,... > G05B19/042 (que utilizan procesadores digitales (G05B 19/05 tiene prioridad))
  • SECCION G — FISICA > CONTROL; REGULACION > SISTEMAS DE CONTROL O DE REGULACION EN GENERAL; ELEMENTOS... > Sistemas de control por programa (aplicaciones específicas,... > G05B19/05 (Controladores lógicos programables, p. ej. que simulen las interconexiones lógicas de señales según diagramas en escalera o gráficos de funciones)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > TRANSMISION DE INFORMACION DIGITAL, p. ej. COMUNICACION... > H04L27/00 (Sistemas de portadora modulada)

PDF original: ES-2548217_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Módulo de entrada y salida analógica ANTECEDENTES DE LA DIVULGACIÓN

Campo de incumbencia

La presente divulgación se refiera a un módulo de entrada y salida analógica y, más específicamente, aun módulo de entrada y salida analógica aplicado a un PLC (Controlador Lógico Programable).

Antecedentes

Generalmente, un módulo de entrada y salida analógica (mencionado en adelante en la presente memoria como un "módulo de E / S analógica") de un sistema de PLC es un módulo que recibe una señal eléctrica analógica emitida desde un transmisor, realiza una conversión analógico / digital y emite en datos digitales.

Mientras tanto, simultáneamente con un reciente aumento en la demanda de u n transmisor sumamente funcional e inteligente, y de su gestión efectiva, se requiere una función de comunicación entre un transmisor usado en un DCS (Sistema de Control Distribuido) y un PLC.

Un protocolo actual de comunicación, mayormente usado en un tra nsmisor, es el protocolo de c omunicaciones HART (Transductor Remoto Direccionable por Carret era). El protocol o de comu nicaciones HART es una mej ora retro-compatible para u na instrumentación de entre 4 y 20 mA que perm ite las comu nicaciones de doble vía co n dispositivos en el terreno, inteligentes y basados en microprocesadores. La ventaja más notable del protocolo HART es qu e puede común icarse por u n ca bleado d e i nstrumentación an alógico her edado de entre 4 y 20 mA, y compartiendo un par de ca bles usados por el sistema má s antiguo. El P rotocolo HART puede ser h oy uno de los protocolos industriales más populares.

El protocolo HART también es ventajoso en cuanto a que un valor de medición, medido en información añadida junto con una señal analógica, es emitido digitalmente, pueden configurarse diversos parámetros y la calibración en un transmisor puede ser rea lizada remotamente. Además, e s posible una resolución de problemas de instrumentos, diaria y en ti empo real, para permitir u na monitorización tridimensional con categoría in situ. Debido a las ve ntajas del protocolo HART , en mu chos transmis ores se incl uyen las fuñe iones de comu nicación de HA RT, y e I DC S conectado con el transmisor usa productos que prestan soporte a las comunicaciones de HART.

Mientras tanto, las prestaciones de rápido desarrollo del PLC se han expandido recientemente a las áreas del DCS y, com o res ultado, I as fuñe iones de com unicación d e HART, amplia mente usadas por el D CS, tambié n so n requeridas ahora por el PLC.

La FIG. 1 es una configuración esquemática que ilustra un sistema de PLC que us a un transmisor de HART de acuerdo a la técnica anterior.

Con referencia a la F IG. 1, el sistema convenc ional de PLC incluye un PLC (200) y una interfaz transmisora (300) que ejerce de interfaz entre un transmisor de HART (400) y el PLC (200).

La interfaz transmisora (300) comprende un módulo de bloque terminal (320) que recibe una señal analógica y datos de HART desd e el transm isor de HART (40 0), y q ue tra nsmite la se ñal a nalógica aun módulo d e E / S anal ógica (230) del PLC, y un módulo de c omunicación (310) q ue separa Ios datos d e HART superpuestos con la señal analógica ingresada desde el módulo de bloque terminal (320), analiza y transmite los datos de HART a un módulo de comunicación (220) del PLC.

El PLC (200) comprende un módulo de comunicación (220) que se comunica con el módulo de comunicación (310) de la interfaz transmisora (300), un módulo de entrada analógica (230) que convierte la señal analógica recibida desde el módulo de bloque terminal (320) en datos digitales, y una CPU (Unidad Central de Procesamiento, 210) del PLC, con ectada co n u n te rminal de usuario ( 100) para re alizar tar eas refer idas a la programación ya la monitorización.

Es decir, según lo ilustrado en la FIG. 1, esencialmente se requiere a la inte rfaz transmisora (300) y al módulo de comunicación (220) usar la señal analógica emitida desde el tra nsmisor de HART (400) y los datos de HART. La interfaz transmisora (300) transmite la señal analógica al módulo de entrada analógica (230) y transmite los datos de HART al módulo de comunicación del PLC (220). El módulo de comunicación (310) dentro de la interfaz transmisora (300) de be separar los dato s de HART superpuestos sobre la señal analógica, y convertirlos en un protocolo de comunicación a transmitir.

En este mom ento, I os ti pos de I mó dulo de comu nicación (22 0) del PLC (20 0) están d eterminados p ore I procedimiento protoco lar del módulo de comunicación (310) d e la Interfaz transmisora (30 0), lo que significa que deben usarse dos productos para la comunicación de HART, dando como resultado un aumento en el coste.

El documento US 2011 172790 A1 divulga la interfaz de HART aislada, que incluye un canal de HART que tiene al menos un p ar de termi nales config urados para c onectarse con un d ispositivo de HART mediante un b ucle de corriente.

SUMARIO

La presente divulgación ha sido efectuada para resolver las desventajas, o los problemas, precedentes de la técnica anterior y, por lo tanto, un objeto de ciertas realizaciones de la presente invención es proporcionar un módulo de E / S (Entrada y Salid a) an alógica, confi gurado p ara re alizar el proc esamiento de d atos de HAR T en un PLC (Controlador Lógico Programable), por lo cual puede reducirse el coste de una instalación y puede realizarse un sistema sencillo.

En un aspecto general de la presente divulgación, se proporciona un módulo de E/S analógica, comprendiendo el módulo: una primera unidad procesadora de señales, configurada para: separar la señal analógica, ingresada desde una pluralidad de transmisores de HART y superpuesta con los primeros datos de HART, de los prim eros datos de HART, convertir la señal analógica en datos dig ¡tales, co nvertir I os primeros d atos de HART en datos d igitales, transmitir los p rimeros datos de HART a una segu nda unidad procesadora de señ ales y transmitir I os según dos datos de HART, recibidos desde la segunda unidad procesadores de señales, a al menos uno entre la pluralidad de transmisores de HART; y la segunda unidad procesadora de señales, configurada para controlar la primera unidad procesadora de señales y almacenar el resultado de la conversión.

Preferiblemente, pero no necesariamente, la primera unidad procesadora de señales puede comprender una unidad de E / S (E ntrada / S alida), configurada para recibir la señal analógica y los primer os datos de HA RT Ingresados desde I a p luralidad de transmisores de HART; una u nidad de c onverslón co nflgurada para co nvertir la señal analógica en datos digitales; una unidad de comunicación configurada para transmitir los primeros datos de HART a la segunda señal procesadora de s eñales y transmitir los segundos datos de H ART, recibidos desde la seg unda unidad procesadora de s eñales, a la unidad deE/S; y una unidad de aislación configurada para aislar los datos emitidos desde la unidad de conversión y la unidad de comunicación.

Preferiblemente, pero no necesariamente, la primera unidad procesadora de señales puede además comprender una unidad de filtro configurada para separar la señal analógica de los primeros datos de HART.

Preferiblemente, pero no necesariamente, la unidad de E / S puede formar canales con la pluralidad de transmisores de HA RT, e incluir una pl uralidad d e termi nales q ue reo iben una se ñal desd e I os ca nales corres pondientes a la pluralidad de transmisores de HART.

Preferiblemente, pero no necesariamente, la unidad de E / S pued e multiplexar la señal analógica recibida desde la pluralidad de terminales y proporcionar la señal analógica multiplexada a la unidad... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un módu lo de E / S analó gica (22) para un sistema d e PLC (20) q ue Incluye una pluralidad de transmisores de HART (30), estando el módulo de E / S analógica caracterizado por:

unidad procesadora de señales primera y segunda (40, 50),

estando la primera unidad procesadora de señales (40) configurada para:

separar la señal analógica, ingresada desde la pluralidad de transmisores de HART (30) y superpuesta con los primeros datos de HART, de los primeros datos de HART, convertir la señal analógica en datos digitales, convertir los primeros datos de HART en datos digitales,

transmitir los primeros datos de HART a una segunda unidad procesadora de señales (50), y

transmitir los s egundos datos de HART , recibidos desde la segunda unidad procesadora de señ ales (50), a al

menos uno entre la pluralidad de transmisores de HART (30); y

estando I a se gunda unidad proces adora de s eñales (50) co nfigurada p ara c ontrolar la primera un idad procesadora de señales (40) y almacenar el resultado de la conversión.

2. El módulo de E / S analó gica (22) de la reivindicación 1, caracterizado porque la primera unidad procesadora de señales (40) comprende:

una unidad de E / S (Entrad a / Sal ¡da) (41) configurada para recibir la señal analógica y los primeros datos de HART ingresados desde la pluralidad de transmisores de HART (30);

una unidad de conversión (43) configurada para convertir la señal analógica en datos digitales; y una unidad de comunicación (44) confl gurada para transmitir los primeros datos de HART a la segu nda unidad procesadora d e seña les (50) y transmitir I os segu ndos datos de HA RT, recibidos d esde I a segu nda un idad procesadora de señales (50), a la unidad de E / S (41).

3. El módulo de E / S analó gica (22) de la reivindicación 2, caracterizado porque la primera unidad procesadora de señales (40) comprende además una unidad de filtro co nfigurada para separar la se ñal analógica de los primeros datos de HART.

4. El módulo de E / S analógica (22) de la reivindicación 2 o 3, caracterizado porque la primera unidad procesadora de señales (40) comprende además una unidad de aislación (45) configurada para aislar datos emitidos desde la unidad de conversión (43) y la unidad de comunicación (44).

5. El mód ulo de E / S a nalógica (22) de una reivindicación cualquiera entre la 2 y la 4, caracterizado porq ue I a unidad d e E / S (41) forma cana les con I a pluralidad d e transmisores d e HART (30), e incl uye un a pluralidad d e terminales que reciben una señal desde los canales correspondientes a la pluralidad de transmisores de HART (30).

6. El módulo de E / S analógica (22) de la reivindicación 5, caracterizado porque la unidad de E / S (41) multlplexa la señal analógica recibida desde la pluralidad determínales y proporciona la señal analógica multiplexada a la unidad de conversión (43).

7. El módulo de E / S analógica (22) de la reivindicación 5 o 6, caracterizado porque la primera unidad procesadora de se ñales ( 40) compr ende adem ás u na uní dad d e co nmutación ( 42) config urada para conmutar y emitir los segundos datos de HART, recibidos desde la unidad de comunicación (44), a uno cualquiera entre la pluralidad de terminales de la unidad de E / S (41).

8. El módulo de E/S analógica (22) de la reivindicación 7, caracterizado porque la segunda unidad procesadora de señales (50) comprende:

una unidad de interfaz (51) c onfigurada para almacenar los datos d igitales convertidos por la unidad convertí dora (43) y transmitir los datos digitales a un sistema de PLC de alto nivel; y

un co ntrolador (52) c onfigurado para I nterpretar I os pr ¡meros d atos de HA RT recibid os d esde I a un idad de comunicación (44) y proporcionar los segundos datos de HART a la unidad de comunicación (44).

9. El módulo de E / S analógica de la reivindicación 8, caracterizado porque el controlador (52) controla la unidad de conmutación (42) determinando un terminal de la unidad de E / S (41) a transmitir con los segundos datos de HART.