基于IEEE754標準的流量計表頭設(shè)計

1.國內(nèi)外標準化流量表頭現(xiàn)狀與發(fā)展

目前國內(nèi)市場上的流量計多數(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。如果流量計要與上位機通信構(gòu)成監(jiān)控系統(tǒng),還需要變送器再外接RS-232、RS-485、USB等標準通信接口把現(xiàn)場測量儀表和上位機連接起來[1]。當(dāng)前國外約89%的流量計采用m AHART通信協(xié)議,因為采用m AHART通信協(xié)議的流量計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,但是,隨著自動化水平不斷提高,用戶希望從流量測量中獲取更多的信息,比如,狀態(tài)檢測和診斷信息等,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)場總線協(xié)議的流量測量技術(shù),這必將不斷推動現(xiàn)場總線協(xié)議流量計在各個行業(yè)的發(fā)展。

2.系統(tǒng)整體方案概述

本標準化流量計表頭設(shè)計主要分成兩個部分即:整體硬件設(shè)計與軟件設(shè)計。其中硬件設(shè)計包含電源模塊,單片機系統(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)計主要包括Modbus標準協(xié)議在控制芯片中的實現(xiàn),上位機監(jiān)控軟件組態(tài)王編程。圖1為系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

本標準化流量計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，頻率測量與電壓測量功能可由功能按鍵或者上位機發(fā)送功能碼設(shè)定，輸入信號通過接口電路被單片機12c5A60S2采集與處理，之后單片機將需要現(xiàn)場顯示的數(shù)據(jù)送給1.8寸TFT顯示屏顯示，同時將相應(yīng)數(shù)據(jù)按照Modbus標準幀格式打包通過RS485發(fā)往遠程監(jiān)控上位機。

3.硬件整體設(shè)計

3.1電源模塊

任何系統(tǒng)電源都是設(shè)計首要考慮的問題，電源不穩(wěn)定系統(tǒng)其他部分再好整體性能也達不到很好的效果，對此本設(shè)計就電源設(shè)計部分進行詳細描述，本次設(shè)計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。