壓力傳感器及控制系統的制作方法

壓力傳感器及控制系統的制作方法
【專利摘要】一種壓力傳感器及控制系統，該壓力傳感器包含一壓力感應模塊、一處理模塊、一輸入模塊、一人機通訊接口、一記憶模塊及一顯示模塊。壓力感應模塊用以感測外界壓力并轉換為一壓力數據。處理模塊用以切換在一量測模式或一進階模式運作。輸入模塊接受操作以產生一輸入數據。人機通訊接口用以傳輸一人機接口通信設置數據。該記憶模塊儲存該人機接口通信設置數據。顯示模塊于該量測模式下顯示該壓力數據，以及顯示人機接口通信設置數據并于進階模式下以輸入數據調整該人機接口通信設置數據。借此，由顯示模塊可得知壓力傳感器的人機接口通信設置數據，且可借由輸入模塊調整各壓力傳感器的人機接口通信設置數據，讓操作上更為便利。
【專利說明】
壓力傳感器及控制系統
技術領域
[0001]本實用新型是有關于一種壓力傳感器，特別是指一種用于顯示例如RS485通訊協 議的人機接口通信設置數據的壓力傳感器及控制系統。
【背景技術】
[0002] 目前的壓力傳感器連接控制主機進行例如RS485通訊協議的人機接口通訊時，無 法得知各壓力傳感器的人機接口通信設置數據(如:通訊站號、傳輸速率等），且無法調整各 壓力傳感器的人機接口通信設置數據，造成操作上的不便。

【發明內容】

[0003] 本實用新型的其中一目的，在提供一種解決先前技術缺失的壓力傳感器及控制系 統。
[0004] 本實用新型壓力傳感器在一些實施態樣中包含一壓力感應模塊、一處理模塊、一 輸入模塊、一人機通訊接口、一記憶模塊及一顯示模塊。該壓力感應模塊用以感測外界壓力 并轉換為一壓力數據。該處理模塊電性連接該壓力感應模塊，用以切換在一量測模式或一 進階模式運作。該輸入模塊電性連接該處理模塊，接受操作以產生一輸入數據，該處理模塊 于該進階模式下以該輸入數據調整該人機接口通信設置數據。人機通訊接口，電性連接該 處理模塊，用以傳輸一人機接口通信設置數據。該記憶模塊電性連接該處理模塊，用以儲存 該人機接口通信設置數據。該顯示模塊電性連接該處理模塊，于該量測模式下顯示該壓力 數據，以及于該進階模式下顯示該人機接口通信設置數據。
[0005] 該輸入模塊包含一設定鍵及一選擇鍵組，該設定鍵用以切換該量測模式或該進階 模式，該選擇鍵組用以在多種預定的人機接口通信設置數據切換并供選取其中一種人機接 口通信設置數據。
[0006] 該顯示模塊具有一壓力值顯示部、一通常設定顯示部及一進階設定顯示部，該壓 力值顯示部用于顯示該壓力數據，該通常設定顯示部用以顯示該壓力傳感器本身的一通 常設定數據，該進階設定顯示部用以顯示該人機接口通信設置數據。
[0007] 該人機接口通信設置數據包括一通訊站號、一傳輸速率、一傳輸格式及/或一通訊 模式。
[0008] 該壓力傳感器還包括一輸出部，該輸出部具有的組件包括下列的其中任一種組 合：
[0009] 第一組合:一第一輸出模塊；
[0010]第二組合:一模擬輸出模塊；
[0011]第三組合:一第一輸出模塊及一第二輸出模塊；
[0012 ]第四組合:一第一輸出模塊及一模擬輸出模塊;及
[0013 ]第五組合:一第一輸出模塊、一第二輸出模塊及一模擬輸出模塊;及
[0014]第六組合:數個輸出模塊及數個模擬輸出模塊。
[0015] 該人機接口通信設置數據包含一功能碼，該功能碼代表一站號設定、一目前壓力 值、一單位值、一小數點位數、一開關動作模式、一開關動作型式、一開關反應時間、一背光 顏色選擇、一應差設定、一省電設定、一顯示微調范圍、一傳輸速率設定、一傳輸格式設定、 一傳輸信息格式、一出廠值回復、一動作點設定、一開關狀態、一鎖鍵功能設定值、一壓力類 另IJ、一開關類別設定、一顯示更新時間設定值、一壓力感測組件異常檢知狀態，或一 RS-485 線路異常檢知狀態。
[0016] 本實用新型控制系統在一些實施態樣中包含如前述的壓力傳感器以及一控制主 機。該控制主機具有一人機接口通訊單元及一處理單元。該人機接口通訊單元電性連接該 壓力傳感器的人機通訊接口。該處理單元電性連接該人機接口通訊單元，通過該人機接口 通訊單元發送一讀取指令予該壓力傳感器令該壓力傳感器依據該讀取指令向該控制主機 回傳一讀取數據，或通過該人機接口通訊單元發送一寫入指令予該壓力傳感器令該壓力傳 感器依據該寫入指令向該控制主機回傳一寫入數據。
[0017] 該壓力傳感器的數量具有數個，該控制主機通過該人機接口通訊單元傳輸不同數 據給所述壓力傳感器，令所述壓力傳感器依據不同數據執行不同動作。
[0018] 該壓力傳感器以及該控制主機之間的通訊模式包括RTU通訊模式及/或ASCII通訊 模式。
[0019] 該人機接口通信設置數據包含一功能碼，該功能碼代表一站號設定、一目前壓力 值、一單位值、一小數點位數、一開關動作模式、一開關動作型式、一開關反應時間、一背光 顏色選擇、一應差設定、一省電設定、一顯示微調范圍、一傳輸速率設定、一傳輸格式設定、 一傳輸信息格式、一出廠值回復、一動作點設定、一開關狀態、一鎖鍵功能設定值、一壓力類 另IJ、一開關類別設定、一顯示更新時間設定值、一壓力感測組件異常檢知狀態，或一 RS-485 線路異常檢知狀態。
[0020] 本實用新型的壓力傳感器及控制系統至少具有以下功效:透過壓力傳感器的顯示 模塊可得知各壓力傳感器的人機接口通信設置數據(如:通訊站號），且可借由輸入模塊調 整各壓力傳感器的人機接口通信設置數據，操作上更為便利。
【附圖說明】
[0021] 本實用新型的其他的特征及功效，將于參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：
[0022] 圖1是本實用新型控制系統的一第一實施例的一示意圖；
[0023]圖2是該第一實施例具有的一壓力傳感器的外觀示意圖；
[0024]圖3是該第一實施例的一電路方塊圖；
[0025]圖4是該第一實施例的壓力傳感器的一操作流程圖；
[0026]圖5是如圖4的步驟S109至S113的一操作示意圖；
[0027]圖6是本實用新型控制系統的一第二實施例的一示意圖；
[0028]圖7是本實用新型控制系統的一第三實施例的一示意圖；
[0029] 圖8是本實用新型控制系統的一第四實施例的一示意圖；
[0030] 圖9是本實用新型控制系統的一第五實施例的一示意圖。
【具體實施方式】
[0031] 在本實用新型被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的組件是以 相同的編號來表不。
[0032] 參閱圖1至圖3,本實用新型的一實施例中，控制系統100包含一控制主機3及多個 壓力傳感器1。其中，控制主機3是作為例如RS485 Modbus的人機接口通訊協議中的一主控 端(Master)，壓力傳感器1是作為一受控端(Slave)，各組件作用及操作原理說明如下。 [00 33] 參閱圖2及圖3,壓力傳感器1包含一處理模塊10、一輸入模塊11、一顯不模塊12、一 壓力感應模塊13、一電源電路14、一輸出部15、一人機通訊接口 16及一記憶模塊17。
[0034]處理模塊10是設置于壓力傳感器1內部的一控制電路，電性連接輸入模塊11、顯示 模塊12、壓力感應模塊13、電源電路14、輸出部15、人機通訊接口 16及記憶模塊17，可于一量 測模式或一進階模式運作。
[0035] 輸入模塊11包含一設定鍵111及一選擇鍵組113(如圖2)，該設定鍵111切換該量測 模式或該進階模式，該選擇鍵組113具有例如一前進鍵及后退鍵，用以向前或向后在多種預 定的人機接口通信設置數據選取其中一種人機接口通信設置數據。該人機接口通信設置數 據包括一通訊站號、一傳輸速率、一傳輸格式（frame)或一通訊模式（communication protocol)。通訊站號范圍為0~255,傳輸速率包括19200或9600位/秒，傳輸格式包括n81、 E81或081，通訊模式包括ASCII或RTU通訊模式。
[0036] 人機通訊接口 16用以發送處理模塊10傳送的一符合RS485Modbus通訊協議的人機 接口通信設置數據給控制主機3，或是接收來自控制主機3的一符合RS485Modbus通訊協議 的人機接口通信設置數據給處理模塊10。記憶模塊17用以儲存該人機接口通信設置數據。 補充說明的是，其他實施例中采用一種內建記憶功能的微處理器也屬于本實用新型可應用 的技術，不以圖3的電路為限制。
[0037]壓力感應模塊13用以感測外界壓力并轉換為一壓力數據。顯示模塊12電性連接處 理模塊10,具有一壓力值顯示部121、一通常設定顯示部122及一進階設定顯示部123(如圖 2)，該壓力值顯示部121用于顯示該壓力數據，該通常設定顯示部122用以顯示該壓力傳感 器1本身的一通常設定數據，該進階設定顯示部123用以顯示該人機接口通信設置數據。 [0038] 控制主機3具有一處理單元30、一顯示單元31、一輸入單元32、一傳輸單元33、一電 源回路34及一人機接口通訊單元36。本實施例中，控制主機3的處理單元30通過人機接口 通訊單元36傳輸不同數據給所述壓力傳感器1，令所述壓力傳感器1依據不同數據執行不同 動作。控制主機3可以是(但不限于)一可程序邏輯控制器(PLC)，輸入單元32供用戶輸入操 作指令，顯示單元31供用戶觀看操作結果，電源回路34用以供應24V的直流電給電源電路 14。其他實施例中，也可用一外接電源(圖未示)供電給電源電路14,不以圖3的電路為限制。
[0039] 壓力傳感器1的輸出部15具有一第一輸出模塊151、一第二輸出模塊152及一模擬 輸出模塊153,傳輸單元33具有一第一輸入接口 331、一第二輸入接口 332、一模擬輸入接口 333。其中，第一輸出模塊151電性連接第一輸入接口 331，用以傳輸一筆代表開/關的數字數 據;第二輸出模塊152電性連接第二輸入接口 332，用以傳輸另一筆代表開/關的數字數據； 模擬輸出模塊153電性連接模擬輸入接口 333,用以傳輸一筆模擬壓力感測數據。
[0040] 本實施例中，控制主機3的人機接口通訊單元36電性連接壓力傳感器1的人機通訊 接口 16。控制主機3的處理單元30通過人機接口通訊單元36發送一讀取指令予該壓力傳感 器1令壓力傳感器1依據讀取指令向該控制主機3回傳一讀取數據，或通過該人機接口通訊 單元36發送一寫入指令予該壓力傳感器1令該壓力傳感器1依據該寫入指令向該控制主機3 回傳一寫入數據。
[0041] 參閱圖4及圖5,壓力傳感器1的操作流程包括:控制主機3及壓力傳感器1開啟電源 (步驟S100);壓力傳感器1設定本身RS485通訊協議參數(步驟S101);壓力傳感器1設定本身 站號值（默認值1)(步驟S102);壓力傳感器1設定本身傳輸速率值(默認值19200位/每秒） (步驟S103);壓力傳感器1設定本身傳輸格式(默認值n81)(步驟S104)，壓力傳感器1設定本 身通訊模式(默認值RTU)(步驟S105);控制主機3傳送指令(〇〇1111]^11(18)給壓力傳感器1(步驟 S106)〇
[0042] 接著，判斷是否聯機成功(步驟S107)，若成功，控制主機3持續傳送指令給壓力傳 感器1(步驟S108)。若聯機失敗，則接續步驟S109,然后，在量測模式下，按住壓力傳感器1的 設定鍵111大于5秒(步驟S109)，借此進入進階模式;并以選擇鍵組113手動設定站號值(步 驟S110);以選擇鍵組113設定傳輸速率值(步驟S111);以選擇鍵組113設定傳輸格式(步驟 S112)，再手動設定通訊模式(步驟S113)，再重新聯機，就完成了設定流程。
[0043]本實施例中，壓力傳感器1于RTU通訊模式的功能碼參照表如下。
[0046]
[0047] 壓力傳感器1于RTU通訊模式的異常代碼如下。
[0048]
[0049] 以下提供于RTU通訊模式的相關控制指令及數據格式的數個舉例，其中的檢查碼 是采用循環冗余代碼(Cyclic redundancy code check，簡稱CRC)形式。
[0050] 舉例一:控制主機3傳送的讀取指令(Read command)的格式內容如下。
[0051]
[0052] 在舉例一中，壓力傳感器1響應的讀取數據的格式內容如下。
[0053]
[0054]舉例二:控制主機3傳送的寫入指令的格式內容如下。
[0055]
[0056] 在舉例二中，壓力傳感器1響應的寫入數據(Write command)的格式內容如下。
[0057]
[0058]舉例三:壓力傳感器1響應異常數據的格式內容如下。
[0059]
[0060] 舉例四：控制主機3的讀取/寫入代碼的格式內容如下。
[0061]

[0062] 舉例五:在控制主機3讀取壓力傳感器1的壓力值的舉例中，控制主機3向壓力傳 感器1發送的數據的格式內容如下。
[0063]
[0064] 在舉例五中，壓力傳感器1對應控制主機3發送的數據而回傳的數據的格式內容如 下。
[0065]
[0066]舉例六:控制主機3設定壓力傳感器1的站號的舉例中，控制主機3向壓力傳感器1 發送的格式內容如下。
[0067]
[0068] 在舉例六中，壓力傳感器1對應控制主機3發送的數據而回傳的格式內容如下。
[0069]
[0070] 舉例七;假設控制主機3向壓力傳感器1發送的設定數據超出范圍，控制主機3向壓 力傳感器1發送的數據的格式內容如下。
[0071]
[0072] 在舉例七士，壓力傳感器1對控制主機3發送A數據而回傳的i據格式如下，當· 壓力傳感器1回復為異常代碼時，會將MSB設定為1，因此寫入的代碼為86H。
[0073]
[0074] ~本實施例中，壓力傳感器1于ASCII通訊模式的功能碼參照表如下。 '
[00781
[0079] 壓力傳感器1于ASCII通訊模式的異常代碼如下。
[0080]
?οοβ?~以下提供于ASCII通i刊模式的相關控制指令及數據格式的數個舉例，其中的檢查1 碼是采用縱向冗余代碼(Longitudinal Redundancy Check，簡稱LRC)。
[0082] 舉例八:控制主機3傳送的讀取指令的格式內容如下。
[0083]
[0084]
[UU&」 仕卒例八甲，壓刀傳恐益1_奴的讀耿數據的格瓦円谷卯卜，N73止塋數。
[0086]
[0087] 舉例九:控制主機3傳送的寫入指令的格式內容如下。
[0088]
[0089] 在舉例九中，壓力傳感器1響應的寫入數據的格式內容如下。
[0090]
[0091] 舉例十:當有發生異常狀況時，壓力傳感器1送出的異常數據的格式內容如下。
[0092]
[0093] 舉例十一:控制主機3的讀取/寫入代碼的格式內容如下。
[0094]
[0095] 舉例十二:在控制主機3讀取壓力傳感器1的壓力值的舉例中，控制主機3向壓力傳 感器1發送的數據的格式內容如下。
[0096]
[0097] 在舉例十二中，壓力傳感器1對應控制主機3發送的數據而回傳的數據的格式內容 如下。
[0098]
[0099]舉例十三:控制主機3設定壓力傳感器1的通訊站號的舉例中，控制主機3向壓力傳 感器1發送的數據的格式內容如下。
[0100]
[0101] 在舉例十三中，壓力傳感器1對應控制主機3發送的數據而回傳的數據的格式內容 如下。
[0102]
[0103]舉例十四；假設控制主機3向壓力傳感器1發送的設定數據超出范圍，例如控制主 機3向壓力傳感器1發送的數據的格式內容如下。
[0104]
[0105] 在舉例十四中，壓力傳感器1對應控制主機3發送的數據而回傳的數據的格式內容 如下，當壓力傳感器1回復為異常代碼時，會將MSB設定為1，因此寫入的代碼為38H36H。
[0106]
[0107] 參閱圖6,本實用新型的第二實施例與圖3具有的組件連接關系及作用原理相同， 不同的是，壓力傳感器Γ的輸出部15具有第一輸出模塊151但是無第二輸出模塊152及模擬 輸出模塊153。
[0108] 圖7是本實用新型的第三實施例與圖3具有的組件連接關系及作用原理相同，不同 的是，壓力傳感器Γ的輸出部15具有第一輸出模塊151及第二輸出模塊152但是無模擬輸出 模塊153。
[0109] 圖8是本實用新型的第四實施例與圖3具有的組件連接關系及作用原理相同，不同 的是，壓力傳感器Γ'的輸出部15具有第一輸出模塊151及模擬輸出模塊153但是無第二輸 出模塊152。
[0110] 圖9是本實用新型的第五實施例與圖3具有的組件連接關系及作用原理相同，不同 的是，壓力傳感器Γ"的輸出部15具有模擬輸出模塊153但是無第一輸出模塊151及第二輸 出模塊152。其他實施例也可包括數個輸出模塊及數個模擬輸出模塊。
[0111] 綜上所述，本實用新型的壓力傳感器1及控制系統100至少具有以下功效:透過壓 力傳感器1的顯示模塊12可得知各壓力傳感器1的人機接口通信設置數據(如:通訊站號）， 且可借由輸入模塊11調整各壓力傳感器1的人機接口通信設置數據，操作上更為便利，故確 實能達成本實用新型的目的。
【主權項】
1. 一種壓力傳感器，包含： 一壓力感應模塊，用以感測外界壓力并轉換為一壓力數據； 一處理模塊，電性連接該壓力感應模塊，用以切換在一量測模式或一進階模式運作； 一輸入模塊，電性連接該處理模塊，接受操作以產生一輸入數據，該處理模塊于該進階 模式下以該輸入數據調整一人機接口通信設置數據； 一人機通訊接口，電性連接該處理模塊，用以傳輸該人機接口通信設置數據； 一記憶模塊，電性連接該處理模塊，用以儲存該人機接口通信設置數據;及 一顯示模塊，電性連接該處理模塊于該量測模式下顯示該壓力數據，以及于該進階模 式下顯示該人機接口通信設置數據。2. 根據權利要求1所述的壓力傳感器，其中，該輸入模塊包含一設定鍵及一選擇鍵組， 該設定鍵用以切換該量測模式或該進階模式，該選擇鍵組用以在多種預定的人機接口通信 設置數據切換并供選取其中一種人機接口通信設置數據。3. 根據權利要求1所述的壓力傳感器，其中，該顯示模塊具有一壓力值顯示部、一通常 設定顯示部及一進階設定顯示部，該壓力值顯示部用于顯示該壓力數據，該通常設定顯示 部用以顯示該壓力傳感器本身的一通常設定數據，該進階設定顯示部用以顯示該人機接口 通信設置數據。4. 根據權利要求1所述的壓力傳感器，其中，該人機接口通信設置數據包括一通訊站 號、一傳輸速率、一傳輸格式及/或一通訊模式。5. 根據權利要求1所述的壓力傳感器，該壓力傳感器還包括一輸出部，該輸出部具有的 組件包括下列的其中任一種組合： 第一組合:一第一輸出模塊； 第二組合:一模擬輸出模塊； 第三組合:一第一輸出模塊及一第二輸出模塊； 第四組合:一第一輸出模塊及一模擬輸出模塊;及 第五組合:一第一輸出模塊、一第二輸出模塊及一模擬輸出模塊;及 第六組合:數個輸出模塊及數個模擬輸出模塊。6. -種控制系統，包含根據權利要求1的該壓力傳感器以及一控制主機，該控制主機具 有： 一人機接口通訊單元，電性連接該壓力傳感器的人機通訊接口；及 一處理單元，電性連接該人機接口通訊單元，通過該人機接口通訊單元發送一讀取指 令予該壓力傳感器令該壓力傳感器依據該讀取指令向該控制主機回傳一讀取數據，或通過 該人機接口通訊單元發送一寫入指令予該壓力傳感器令該壓力傳感器依據該寫入指令向 該控制主機回傳一寫入數據。7. 根據權利要求6所述的控制系統，其中，該壓力傳感器的數量具有數個，該控制主機 通過該人機接口通訊單元傳輸不同數據給所述壓力傳感器，令所述壓力傳感器依據不同數 據執行不同動作。8. 根據權利要求6所述的控制系統，其中，該壓力傳感器以及該控制主機之間的通訊模 式包括RTU通訊模式及/或ASCII通訊模式。
【文檔編號】G05B19/05GK205656481SQ201620353384
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年4月25日 公開號201620353384.X, CN 201620353384, CN 205656481 U, CN 205656481U, CN-U-205656481, CN201620353384, CN201620353384.X, CN205656481 U, CN205656481U
【發明人】陳兆麟
【申請人】經登企業股份有限公司