[發明專利]現場總線電磁流量計

無效

• 申請號: 200810052103.7
• 申請日: 2008-01-18
• 公開（公告）號: CN101221057A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 陳會慶;張輝;孫麗梅
• 申請（專利權）人: 天津天儀集團儀表有限公司
• 主分類號: G01F1/58
• 分類號: G01F1/58;G01F1/60;G05B19/042;G05B19/418
• 代理公司: 天津市宗欣專利商標代理有限公司
• 代理人: 王化一

技術領域：

本發明涉及測量連續通過儀表的導電液體的流量計，特別是電磁流量計，具體是一種基于Profibus-DP現場總線電磁流量計。本裝置能夠實現現場管道流量數據的計量，并且能夠將流量數據通過Profibus-DP現場總線傳送給Profibus-DP主站進行數據處理，Profibus-DP主站通過Profibus-DP現場總線也可以對本電磁流量計進行部分參數的修改。

技術背景

電磁流量計是利用法拉第電磁感應定律制成的一種測量導電液體體積流量的儀表。50年代初電磁流量計實現了工業化應用，近年來世界范圍電磁流量計產量約占工業流量儀表臺數的5％～6.5％。70年代以來出現低頻矩形波勵磁方式，逐漸替代早期應用的工頻交流勵磁方式，降低了干擾信號強度，儀表性能及穩定性有了很大提高，得到更為廣泛的應用。

現場總線是20世紀80年代中后期隨著計算機、通信、控制和模塊集成等技術發展而產生的一門新興技術，是目前自動化控制領域的最新階段。現場總線是一種應用于生產現場，在現場設備之間、現場設備和控制設備之間實現雙向、串行、多節點數字通訊的技術，現場總線的主要目的是用于控制、報警和事件報告等工作。目前，國際上影響較大的現場總線有40多種，比較流行的主要有FF、Profibus、CAN、DeviceNet、LonWorks等現場總線。

Profibus總線由Profibus-DP、Profibus-FMS、Profibus-PA三個兼容部分組成。其中Profibus-DP用于傳感器和執行器級間的高速數據傳輸，可根據需要達到的目標對通信功能加以擴充，Profibus-DP的傳輸速率可以達到12Mbit/s，一般構成單主站系統，主站、從站間采用循環數據傳輸方式工作。

傳統的電磁流量計將流量數據采集后，一般通過4-20mA電流信號、脈沖頻率信號、RS232通訊將數據信息傳送到控制監視裝置。監控裝置與現場電磁流量計必須一對一連接控制，這些信號都需要單獨布線，如果距離比較遠就存在成本高、現場施工困難、數據傳送限制。例如4-20mA電流信號傳輸，如果距離較遠則連接線纜的功耗就比較大，會影響信號的精度和增加系統功耗。

發明內容

為解決現有電磁流量計在數據傳送和控制方面存在的問題，本發明提供并公開一種基于Profibus-DP現場總線電磁流量計。本電磁流量計通過Profibus-DP現場總線將各種信息數據傳送給系統主站進行處理，有利于系統設備的綜合管理與控制，并可與其它支持Profibus-DP現場總線協議的設備進行系統集成。

本發明的現場總線電磁流量計，其技術方案包括有：勵磁線圈連接于勵磁電路，電極輸出接于前置放大電路輸入的傳感器；輸入接于傳感器輸出端，接收傳感器信號并將其放大的前置放大電路；接于前置放大電路的輸出接收其放大信號并將其高頻成分濾除的低通濾波電路；接于低通濾波電路和單片機電路輸出將其輸出信號進行采樣的開關采樣電路；接于開關采樣電路輸出并將其輸出模擬量轉換為數字量的A/D轉換電路；接于A/D轉換電路輸出，計算當前流量數據的單片機電路；輸入接于單片機電路輸出，由單片機電路控制向傳感器發送勵磁電流的勵磁電路；輸出連接于單片機的鍵盤電路；連接于單片機電路輸出的顯示電路，特征是還包括有：以I/O接口連接于單片機電路的Profibus-DP通訊接口電路。

其前置放大電路由J4、電容C5、C6、R32、R33連接至傳感器信號輸出，輸出連接至U11輸入管腳2、3，U11管腳4、5接C7、C9，輸入偏移電壓，U11管腳1、8連接電阻R34調節放大比例，U11輸出管腳6連接于低通濾波放大電路輸入R15處，U11采用AD620集成芯片。

其A/D轉換電路主要由U14、U15構成，U14是高精度A/D轉換芯片，采用AD7799，其5、6輸入腳連接于開關采樣電路U13A、U13B輸出與C18、C19連接點2、10，輸出腳1、15、16連接于單片機U8的7、6、5腳。U15是一款基準電壓源MAX6002，輸入電壓為+5V，輸出為+2.5V的基準電壓，用于U14的參考電壓。U15輸入1腳連接于供電電壓Vcc，參考電壓輸出2腳連接于U14參考電壓輸入管腳9，所接C13、C14、C15、C16另端接地為濾波電容。