帶PROFIBUS-DP接口的智能電磁流量計的開發
2020-11-22 電子產品世界0 引言
當今現場總線技術的發展日新月異，應用領域也日趨廣泛，從家庭、能源、樓宇，到工業現場。為了適應市場的需要，國內外各大公司紛紛推出新一代的、各具特色的智能化流量儀表，其中結合現場總線技術的智能電磁流量計的開發尤為引人注目。PROFIBUS作為目前主流總線之一，包括三種類型：DP、PA和FMS。這三種類型均使用統一的總線訪問協議，其中P R 0 F I B U S-DP(decentralized periphery)採用經過優化的高速、廉價通信連接，專為自動控制系統和設備級的分散I／O之間通信設計，能滿足分布式控制系統的實時性、穩定性和可靠性要求。隨著PROFIBUS-DP系統應用領域的日益擴大，用戶及研究部門都有自主研發或特殊調試的需求，下面將介紹結合智能化技術與現場總線技術，開發帶PROFIBUS-DP接口的智能電磁流量計。
1 系統總體設計
常用現場儀表系統的處理任務簡單，往往使用一個CPU加一系列外圍輔助電路就能達到相應的目標功能。採用雙CPU可以根據系統的總體功能要求進行合理的分工，各自完成不同的控制和處理功能，可以適當地簡化硬體電路和軟體資源的分配，設計相對獨立，程序的修改和移植也變得容易。此系統採用了雙CPU設計，如圖1所示。16位單片機MSP430F149是電磁流量計的核心部件，實現信號的採集處理、LCD顯示、存儲及與8位單片機PIC18F4520進行數據交換。PIC18F4520和PROFIBUS現場總線專用協議晶片SPC3是PROFIBUS-DP接口部分的核心部件。PIC18F4520負責與MSP430F149交換數據及與SPC3通信等功能的實現，SPC3負責把主站送來的數據拆包，送往PIC18F4520，同時把PIC18F4520送來的數據打包，上傳給主站。
2 系統硬體設計
如圖1所示，電磁流量計的硬體部分主要由傳感器、電源系統、信號處理電路、勵磁電路、單片機系統和總線接口電路組成。
2．1 傳感器及電源系統
傳感器直接由廠家製作，在此不再贅述。本系統所用電源電壓種類不一，特別設計流量計專用電源系統。整個系統採用5V供電，而MSP430F149採用3．3V電壓供電。考慮到硬體系統要求電源具有穩壓功能和紋波小等特點，另外也考慮到硬體系統的低功耗等特點，因此該硬體系統的3．3V電源部分採用TI公司的TPS76033晶片實現。
2．2 勵磁電路
低頻矩形波勵磁電路一般採用分頻晶片對工頻電源進行降頻處理，再經過開關管進行功率放大，此種電路難以針對梯形波的斜邊進行線性放大，而且勵磁頻率單一，不能通過軟體編程修改勵磁頻率。因此，本系統採用三值梯形波勵磁方式。採用16位D／A轉換晶片DAC7731通過電平轉換晶片SN74AHC245與MSP430F149單片機的USART通信模塊相連的方式產生勵磁信號。此勵磁信號產生電路，通過MSP430F149單片機的定時器進行分頻，可軟體編程修改勵磁頻率，為電磁流量計選擇不同的勵磁頻率提供了更大的方便。功率放大電路部分，採用互補對稱式功率放大電路。通過運算放大器對勵磁信號電壓放大，兩級互補對稱功率放大電路對勵磁信號電流放大，之後輸入電磁流量計勵磁線圈，作為勵磁電壓。此電路可線性放大梯形波斜邊部分，滿足了梯形波勵磁方式的要求。
2．3 信號處理電路
信號處理電路採用四象限高速高精度乘法器晶片AD835AN來實現線圈內的勵磁電流信號與兩電極輸出流量信號相乘，AD835具有很高的差分輸入阻抗，不需外接阻抗變換電路。乘法器輸出信號經過放大與電平的提升，再先後經過高低通濾波器後進入單片機進行A／D轉換。高低通濾波器截止頻率分別為0．33 Hz和126 Hz。
2．4 單片機系統
本測量系統採用TI公司的MSP430F149單片機作為MCU，與晶振輸入模塊、復位電路、LCD顯示模塊、鍵盤模塊和Microchip公司的PIC18F4520共同構成單片機系統。兩個CPU之間通過三極體電路實現串口通信。系統的鍵盤模塊採用獨立按鍵式鍵盤。由3個獨立按鍵分別與3隻上拉電阻共同和MSP430的P1．1、P1．2和P1．3相連，並將這三個埠設置為上升沿中斷使能的方式，利用中斷處理程序來判斷鍵盤輸入。
2．5 PROFIBUS-DP通信接口
PROFIBUS-DP通信接口開發中使用PIC18F4520作為處理器單元管理通信事務，SPC3協議晶片則完成數據的轉換和收發功能。PIC18F4520與SPC3之間的連接如圖2所示。SPC3接成使用Intel晶片並工作於同步模式，此時片選信號輸入引腳XCS不起作用，接高電平；地址鎖存信號ALE起作用，接處理器RB3，SPC3內部地址鎖存器和解碼電路工作。CPU與SPC3通過SPC3的雙口RAM交換數據，SPC3的雙口RAMS應在CPU地址空間統一分配地址，CPU把這片RAM當作自己的外部RAM。CPU採用RD和RB口擴展外部存儲器，RD口作為數據線和低8位地址線，RB4、RB1、RB2作為AB8-AB10地址線接ABO-AB2。SPC3的AB3-AB10接地。
相關焦點
-
採用profibus-dp現場總線的直流調速器控制系統
profibus由profibus-fms(fieldbus message specification)，profibus-pa(process automation)和profibus-dp(distributive peripheral)三部分組成。目前80%以上的profibus應用是基於profibus-dp。 -
智能電磁流量計是啥,智能電磁流量計的作用
智能電磁流量計作為流量測量儀表之一，主要用於導電介質的流量測量，應用最廣泛的行業如環保行業的汙水測量，火電行業的水流量測量等。智能電磁流量計是啥，智能電磁流量計就是目前的第三代電磁流量計，從上世紀電磁流量計就被廣泛的應用。 -
Modbus與PROFIBUS-DP協議比較
Modbus的協議內容是完全公開的，內容是簡單滴，實現起來是非常容易滴，單片機、PLC、DCS統統都能輕易實現Profibus則要複雜一些，關鍵是需要專用晶片進行二次開發， -
智能電磁流量計與智能電磁水錶,應用及各自難點分析
【能源人都在看，點擊右上角加'關注'】智能電磁水錶和智能電磁流量計基本原理類似，但實則是不同的兩個東西，分別有各自適合的應用場景與優缺點。在供水系統計量中有著不一樣的作用。智能電磁流量計傳感器結構簡單，無阻流件，沒有壓力損失、不堵塞。 -
認清電磁流量計電路圖,讓電磁流量計接線不再難
電磁流量計是一款流量測量儀表，它的測量方式是根據導電的原理來測量的，目前大部分流量測量工況都是使用電磁流量計來解決的。在使得電磁流量計的過程中，都會出現很多的問題，就拿最原始的接線來說，就有很多的小夥伴接不好，主要是電磁流量計電路圖不認識，下面就來科普一下大泉電磁流量計的電路圖。 -
智能電磁流量計工作原理和性能特點
智能電磁流量計是一種常用的流量測量儀器，適用於水庫河流水利工程，城市供水、汙水處理，農田灌溉等矩形，梯形明渠及涵洞的流量測量。今天小編主要來介紹一下智能電磁流量計工作原理和特點，希望可以幫助用戶更好的應用產品。智能電磁流量計工作原理本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201612/335326.htm智能電磁流量計的工作原理是基於法拉第電磁感應定律。 -
對於智能電磁流量計，你知道多少
電磁流量計18952302050智能電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律進行流量測量的流量計。智能電磁流量計的優點是壓損極小，可測流量範圍大。最大流量與最小流量的比值一般為20:1以上，適用的工業管徑範圍寬，最大可達3m，輸出信號和被測流量成線性，精確度較高，可測量電導率大於等於5us/cm的酸、鹼鹽溶液、水、汙水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿、紙漿等的流體流量。但它不能測量氣體、蒸汽以及純淨水的流量。 -
基於netX90晶片實現PROFIBUS DP從站的開發
netX90晶片作為赫優訊新推出的功能強大的SoC，可實現主流的實時乙太網PROFINET Device、EtherCAT Slave、EthernetIP Adapter等通訊產品的開發，也可實現現場總線PROFIBUS DP從站的開發。 -
電磁流量計怎麼調流量_電磁流量計如何調試
打開APP 電磁流量計怎麼調流量_電磁流量計如何調試 發表於 2019-09-06 11:24:16 電磁流量計怎樣調流量大小 -
流量計種類中電磁流量計只是其中一種
測量流量的儀表有很多，測量時不僅僅用電磁流量計，還有電磁流量計、渦街流量計、渦輪流量計、孔板流量計、V錐流量計、皮托管流量計、文丘裡流量計、液體質量流量計、氣體質量流量計、金屬轉子流量計、橢圓齒輪流量計、雙轉子流量計、腰輪流量計、刮板流量計、都卜勒明渠流量計、外夾式超聲波流量計、管段式超聲波流量計、熱導式流量開關、擋板式流量開關、固體粉末流量計、固體顆粒流量計， -
電磁流量計的接線以及調流量大小的方法
本文關鍵字：電磁流量計電磁流量計在使用之前，我們需要了解兩個關於這個流量計的設置方法。第一個就是流量計的接線方法；第二個是怎麼調流量大小。圍繞這兩個問題，小編下邊便為大家解答。電磁流量計的接線方法：電磁流量計採用電纜接線的時候，為了防止雨水滲透到傳感器中，在進入傳感器的電氣接口時，需要在埠處做成U型。若採用激磁電纜可選用Yz中型橡套電纜，其長度與信號電纜一樣；若採用分體安裝，連接的信號電纜採用定製的專用電纜線，電纜線越短越好。 -
電磁流量計
電磁流量計是一款用於導電流體介質的流量測量，其應用領域較廣泛，像食品、冶金、製造、造紙等行業，在電磁流量計使用中，還需要了解以下幾點。01電磁流量計的安裝方式電磁流量計的安裝方式有法蘭、卡箍、螺紋等，但常用的安裝方式為法蘭安裝，在安裝的時間需要注意的幾點。（一）電磁流量計的安裝位置按照現場實際需要進行安裝，但電極軸線必須進行水平安裝。 -
LDG-200電磁流量計說明
LDG-200電磁流量計說明—適合工業上管道、渠道、小型河道的流量測量以及環保處理方面的各種導電液體測量，廣泛用於市政供水、鋼鐵、石油、化工、電力、工業、水利、水政水資源等門。 -
智能電磁流量計按電流方式分類
智能電磁流量計按激磁電流方式分類(1)直流激磁直流激磁EMF用於測量液態金屬流是，如常溫下汞和高溫下液態鈉、銼、鉀等。在快中子增殖核反應堆一次迴路中用於測量攝氏500餘度的熔融鈉流量，DN300mm管道儀表的報導中還闡述探索用幹法校驗流量值，與溼法(實流) 校驗相比，精度可達3%。 -
電磁流量計怎樣避雷
眾所周知，電磁流量計是一種精密儀表，是一種依靠電磁感應運作的流量儀表，主要是通過轉換器向電磁流量傳感器勵磁線圈提供穩定的勵磁電流，前置放大器將傳感器感應的電動勢放大、轉換成標準的電流信號或頻率信號，便於流量的顯示、控制與調節。雷電經由電源部分侵入燒壞儀表。 -
知識||電磁流量計的工作原理
電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律進行流量測量的流量計。電磁流量計的優點是壓損極小，可測流量範圍大。 -
電磁流量計工作原理作用
電磁流量計工作原理作用,智能電磁流量計結構示意圖電磁流量計（Eletromagnetic Flowmeters，簡稱EMF）是20世紀50~60年代隨著電子技術的發展而迅速發展起來的新型流量測量儀表。電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律製成的，用來測量導電液體體積流量的儀表。 -
電磁流量計技術詳解
電磁流量計正面一，電磁流量計工作原理電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律，傳感器主要組成部分是：測量管、電極、勵磁線圈、鐵芯與磁軛殼體。它主要用於測量封閉管道中的導電液體和漿液中的體積流量。TXLDE系列電磁流量計是採用國內外最先進技術研製開發的全智能型電磁流量計，其全中文電磁轉換器內核採用高速中央處理器。計算速度非常快、精度高、測量性能可靠。轉換器電路設計採用國際先進技術，輸入阻抗高達1015歐姆，共模抑制比優於100db，對於外來幹擾以及60Hz/50Hz幹擾抑制能力優於90db,可以測量更低的電導率的流體介質流量。 -
國產電磁流量計與進口電磁流量計誰更勝一籌
電磁流量計的實際應用我們不可否認，國外確實比國內更早一步進行了工業革命，國內的電磁流量計面臨著起步晚、底子差的瓶頸期。所以在現如今國內科技突飛猛進的這一時期，企業在選擇電磁流量計這一方面總是會覺得「國產比不上進口」。 -
電磁流量計的工作原理及設計
內容說明 本發明涉及在各種工藝系統中測量流體的流量的電磁流量計，尤其涉及一種具備測量流體的電導率的功能的電磁流量計。 此外，電磁流量計當中，存在具備不僅測量流體的流量、還測量該流體的電導率（所謂的導電率）的功能的電磁流量計。例如，專利文獻3中揭示有一種配備雙電極方式的電導率計的電磁流量計，所述雙電極方式的電導率計對2個電極間施加正弦波或矩形波等的交流信號並測定在電極間流通的電流，由此求出電導率。該專利文獻揭示的電導率計是通過將2個電極均浸入測量對象的液體來測量電導率。