基于IEEE754標(biāo)準(zhǔn)的流量計(jì)表頭設(shè)計(jì)

1.國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)化流量表頭現(xiàn)狀與發(fā)展

目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的流量計(jì)多數(shù)只具備有4 m A~20 m A電流與脈沖輸出功能,而沒有通信接口。如果流量計(jì)要與上位機(jī)通信構(gòu)成監(jiān)控系統(tǒng),還需要變送器再外接RS-232、RS-485、USB等標(biāo)準(zhǔn)通信接口把現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x表和上位機(jī)連接起來[1]。當(dāng)前國(guó)外約89%的流量計(jì)采用m AHART通信協(xié)議,因?yàn)椴捎?/span>m AHART通信協(xié)議的流量計(jì)在安裝難度和操作要求上都低于采用modbus RTU協(xié)議的流量計(jì),但是,隨著自動(dòng)化水平不斷提高,用戶希望從流量測(cè)量中獲取更多的信息,比如,狀態(tài)檢測(cè)和診斷信息等,這些數(shù)據(jù)傳送都需要依賴通訊接口支持。西門子等行業(yè)巨頭正在著力推行現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的流量測(cè)量技術(shù),這必將不斷推動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議流量計(jì)在各個(gè)行業(yè)的發(fā)展。

2.系統(tǒng)整體方案概述

本標(biāo)準(zhǔn)化流量計(jì)表頭設(shè)計(jì)主要分成兩個(gè)部分即:整體硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)。其中硬件設(shè)計(jì)包含電源模塊,單片機(jī)系統(tǒng),接口電路處理RS-485通信部分,RS-232通信部分,顯示模塊,PCB板制作。軟件設(shè)計(jì)主要包括Modbus標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議在控制芯片中的實(shí)現(xiàn),上位機(jī)監(jiān)控軟件組態(tài)王編程。圖1為系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

本標(biāo)準(zhǔn)化流量計(jì)表頭支持寬電壓輸入，允許的最高輸入電壓為DC50V,RS485通信電源與控制系統(tǒng)電源隔離，有助于提高系統(tǒng)穩(wěn)定性抗干擾性，頻率測(cè)量與電壓測(cè)量功能可由功能按鍵或者上位機(jī)發(fā)送功能碼設(shè)定，輸入信號(hào)通過接口電路被單片機(jī)12c5A60S2采集與處理，之后單片機(jī)將需要現(xiàn)場(chǎng)顯示的數(shù)據(jù)送給1.8寸TFT顯示屏顯示，同時(shí)將相應(yīng)數(shù)據(jù)按照Modbus標(biāo)準(zhǔn)幀格式打包通過RS485發(fā)往遠(yuǎn)程監(jiān)控上位機(jī)。

3.硬件整體設(shè)計(jì)

3.1電源模塊

任何系統(tǒng)電源都是設(shè)計(jì)首要考慮的問題，電源不穩(wěn)定系統(tǒng)其他部分再好整體性能也達(dá)不到很好的效果，對(duì)此本設(shè)計(jì)就電源設(shè)計(jì)部分進(jìn)行詳細(xì)描述，本次設(shè)計(jì)為提高電源工作效率降低發(fā)熱量縮小電路空間提高系統(tǒng)穩(wěn)定性抗干擾性使用了開關(guān)電源芯片與電源隔離芯片。