[實(shí)用新型]基于PROFIBUS-PA總線通信協(xié)議的壓力變送器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920186367.1
• 申請日: 2009-07-15
• 公開（公告）號: CN201429480Y
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳錦榮;張從江;查俊
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽皖科電子工程有限公司
• 主分類號: G01L1/00
• 分類號: G01L1/00;G01L9/00;G01L19/04;H04L29/06
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種工業(yè)自動化控制的溫度數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)，特別涉及一種基于PROFIBUS-PA總線通信協(xié)議的壓力變送器。

背景技術(shù)

變送器是一種將物理測量信號或普通信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號輸出或能夠以通訊協(xié)議方式輸出的設(shè)備，一般分為：溫度/濕度變送器，壓力變送器，差壓變送器，液位變送器，電流變送器等，目前的壓力變送器一般由測溫探頭(熱電偶或熱電阻傳感器)和兩線制固體電子單元組成。采用固體模塊形式將測溫探頭直接安裝在接線盒里，從而形成一體化的變送器。

用戶采集所需信息并配合微機(jī)系統(tǒng)或其他常規(guī)儀表的使用，須將變送器安置于個(gè)采集點(diǎn)，并考慮電源線和數(shù)據(jù)線的綜合布設(shè)，此工程的安裝成本或運(yùn)營維護(hù)成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于，通過提供一種基于PROFIBUS-PA總線通信協(xié)議的壓力變送器，其可安置于任意地點(diǎn)而無需布設(shè)電源線和數(shù)據(jù)線，并且功耗低、抗干擾性高。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型基于PROFIBUS-PA總線通信協(xié)議的壓力變送器包括：PROFIBUS-PA總線、FBC0409PROFIBUS-PA協(xié)議轉(zhuǎn)換接口芯片、AT91系列微處理器、總線取電穩(wěn)壓模塊、按鍵和LCD顯示、CY62146靜態(tài)存儲器、24AA256EEPROM、通訊隔離、電源隔離、壓力儀表卡、微處理器、轉(zhuǎn)換器、電壓基準(zhǔn)器、信號濾波放大、溫度傳感器和壓力傳感器。

PROFIBUS-PA總線通訊模塊部分：總線取電穩(wěn)壓模塊將PROFIBUS-PA總線電壓進(jìn)行穩(wěn)壓在3.3V?DC給本模塊上的各個(gè)器件供電；FBC0409與AT91型CPU相連，將PROFIBUS-PA信號調(diào)制和解調(diào)；按鍵和LCD顯示部分與AT91型CPU相連，實(shí)現(xiàn)參數(shù)的設(shè)置和現(xiàn)實(shí)；CY62146靜態(tài)存儲器與AT91型CPU相連，為模塊程序運(yùn)行提供內(nèi)存；24AA256?EEPROM通過I²C總線與AT91型CPU相連，存儲設(shè)備地址、儀表線性化參數(shù)等；電源隔離部分將本模塊的3.3V?DC直流電壓進(jìn)行隔離后給儀表測量部分供電；儀表測量部分通過串口與AT91型CPU相連。

壓力測量部分：MCP3551轉(zhuǎn)換器通過SPI總線與ATMEGA168處理器相連，LM285與MCP3551相連，溫度傳感器TMP100與ATMEGA168相連，壓力傳感器與信號濾波放大器相連，信號濾波放大器與MCP3551相連。其工作原理為：

PROFIBUS-PA總線通訊模塊部分：總線取電穩(wěn)壓模塊將PROFIBUS-PA總線電壓進(jìn)行穩(wěn)壓在3.3V?DC給本模塊上的各個(gè)器件供電；FBC0409將PROFIBUS-PA總線上的命令信號進(jìn)行解調(diào)送至AT91型CPU，若命令信號為讀儀表測量值，則AT91型CPU向儀表測量部分發(fā)送讀儀表測量值命令并接收儀表測量部分回傳的測量值，然后AT91再將從儀表測量部分接收的測量值通過FBC0409進(jìn)行解調(diào)發(fā)送到PROFIBUS-PA總線上，同時(shí)將接收到測量值通過LCD液晶顯示；若命令信號為寫參數(shù)值，則AT91將從總線上接收到的要寫的參數(shù)通過I²C總線寫入到24AA256中并向總線發(fā)出些成功確認(rèn)信號。使用者可通過按鍵和LCD液晶對本模塊的地址設(shè)置、功能塊選擇、液晶顯示小數(shù)點(diǎn)位置、以及測量值單位等參數(shù)查看與修改。

壓力測量部分：LM285給MCP3551提供1.235VDC的基準(zhǔn)電壓，壓力傳感器輸出的mV級信號經(jīng)濾波并放大后送給MCP3551，ATMEGA168讀取MCP3551的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)并進(jìn)行線性化計(jì)算，同時(shí)ATMEGA168通過I²C總線讀取TMP100的溫度，此溫度為壓力傳感器的溫度，對測量的壓力值進(jìn)行溫度補(bǔ)償。ATMEGA168將測量的實(shí)際的壓力值傳送給PROFIBUS-PA總線通訊模塊，再由PROFIBUS-PA總線通訊模塊傳送給PROFIBUS-PA總線上去。

由于采用以上的技術(shù)方案本實(shí)用新型具有以下的積極效果：采用模塊化設(shè)計(jì)，各模塊相互協(xié)調(diào)工作；尤其是壓力測量部分，采用22位AD轉(zhuǎn)換器，使用高達(dá)6此方的最小二乘法算法，并結(jié)合壓力傳感器的溫度進(jìn)行溫度補(bǔ)償，從而實(shí)現(xiàn)了高精度壓力測量。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1是本實(shí)用新型基于PROFIBUS-PA總線通信協(xié)議的壓力變送器的優(yōu)選實(shí)施方式的電路方框圖。