PROFIBUS-PA總線型壓力儀表開發(fā)及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著工業(yè)自動化技術(shù)的迅速發(fā)展，越來越多的智能化設(shè)備應(yīng)用于現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，PROFIBUS-PA作為PROFIBUS現(xiàn)場總線的一員，在過程控制領(lǐng)域具有很大的優(yōu)越性。本文在對PROFIBUS-PA技術(shù)深入研究的基礎(chǔ)上，開發(fā)了PROFIBUS-PA總線型壓力儀表。由于國內(nèi)的PROFIBUS-PA產(chǎn)品的開發(fā)剛剛起步，此項產(chǎn)品的開發(fā)對我國PA儀表的研究發(fā)展將會有很大的推進作用，具有較大的工程實用價值。
　　本文對傳統(tǒng)壓力儀表與PA技術(shù)進行

2、了研究，開發(fā)了基于PROFIBUS-PA技術(shù)的高精度、低功耗、滿足本質(zhì)安全要求的壓力儀表。論文在介紹PA技術(shù)的基礎(chǔ)上，然后詳細講述了PA壓力儀表的設(shè)計，包括微處理器單元、傳感器單元、A/D轉(zhuǎn)換單元、溫度測量單元、LCD顯示單元、PA通信單元等各個單元。然后進行了主程序初始化文件、PA通信程序、設(shè)備描述GSD文件和EDD文件的編寫，并在壓力儀表硬件與軟件設(shè)計中應(yīng)用到了儀表抗干擾設(shè)計。
　　本文在PA壓力儀表開發(fā)過程中，對壓力傳感器輸

3、出特性的非線性校正和溫度補償問題的實現(xiàn)、本質(zhì)安全電路的設(shè)計與PA設(shè)備行規(guī)等關(guān)鍵技術(shù)進行了重點研究。為了解決非線性與溫度漂移問題，本文提出以溫度傳感器和壓力傳感器輸出值作為變量，由二元多項式重構(gòu)傳感器輸出壓力信號，再利用最小二乘法進行簡便的計算出被測壓力值，很好的做到了非線性校正和溫度補償，提高了系統(tǒng)的測量精度；為了滿足本質(zhì)安全的要求，系統(tǒng)采用了SIM1-2調(diào)制解調(diào)芯片。在對SIM1-2芯片深入研究后，進行了電路設(shè)計與調(diào)試，解決了SIM1

4、-2實現(xiàn)總線供電的問題。同時找出了SIM1-2外圍電路在測量或誤操作情況下產(chǎn)生自激振蕩致芯片燒毀的原因；對PA設(shè)備行規(guī)技術(shù)進行探討，提出針對壓力儀表的緊湊型模塊的選擇方法，并設(shè)計出符合壓力儀表用法的相應(yīng)行規(guī)。
　　本文最后搭建實驗環(huán)境，對設(shè)計開發(fā)的壓力儀表進行了總線供電與通信協(xié)議的測試。在滿足認證測試條件后，為設(shè)備申請了 ID號，在機械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟研究所 PROFIBUS-PA測試實驗室進行了一致性與互操作性實驗。開發(fā)