一种用于NOx传感器的CAN总线转4‑20mA的数据信号转换装置

摘要

本发明属于工业控制领域，具体涉及一种适用于基于CAN协议的可以将基于CAN协议的数字量信号装换为工业通用的4‑20mA信号的用于NOx传感器的CAN总线转4‑20mA的数据信号转换装置。本发明包括NOx传感器1，第一CAN总线接口2、第二CAN总线接口3，数据处理模块5，第一光电隔离模块4、第二光电隔离模块6，4‑20mA输出电路7。本发明装置中的NOx传感器信号传输可采用两种工作模式，当采用冗余数据转换模式时，一路数据传输出现故障后能够切换到另一路，保证系统运行的可靠性。

主权项

一种用于NOx传感器的CAN总线转4‑20mA的数据信号转换装置，包括NOx传感器(1)，第一CAN总线接口(2)、第二CAN总线接口(3)，数据处理模块(5)，第一光电隔离模块(4)、第二光电隔离模块(6)，4‑20mA输出电路(7)，其特征在于：NOx传感器(1)输出数字量信号，经过两路CAN总线通过光电隔离模块(4)的信号隔离，传送到数据处理模块(5)，数据处理模块的信号经过第二光电隔离模块(6)发送给4‑20mA输出电路(7)转化为4‑20mA模拟量信号；所述光电隔离模块采用高速光藕TLP521‑4，数据处理模块采用16位微处理器MC9S12XDP512；数据处理具体过程如下：(1.1)从CAN总线接口2、3读入数据；(1.2)从读入的数据中提出有关NOx浓度的数据In；(1.3)将In转化为NOx浓度Data，Data＝In×0.005‑200,Data的数值范围为[0,1500]；(1.4)如果Data>1500或者Data<0,发出报警；(1.5)通过4‑20mA输出电路输出电流，采用16位转化电路时输出值OUT＝65535×Data/1500；冗余数据故障处理具体过程如下：(2.1)从CAN总线接口2、3读入数据；(2.2)得到两个通道处理的NOx浓度数据Data1和Data2；(2.3)如果Data1<0或者Data1>1500，发出报警；(2.4)如果Data2<0或者Data2>1500，发出报警；(2.5)如果|Data1‑Data2|≤E，输出CAN总线接口1的数据；(2.6)如果|Data1‑Data2|>E,E为设定阈值，利用CAN总线接口1获得的前三个数据进行三次方程插值，得到本次CAN总线接口1的预测数据值Data1*；利用CAN总线接口2获得的前三个数据进行三次方程插值，得到本次CAN总线接口2的预测数据值Data2*；(2.7)计算|Data*1‑Data1|和|Data*2‑Data2|，取两者误差最小的一路通道数据为真值；(2.8)如果|Data*1‑Data1|>E，并且|Data*2‑Data2|>E，发出报警。