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智能压力变送器的设计与实现

作　者: 金黎华
导　师: 陈志奎
学　校: 大连理工大学
专　业: 软件工程
关键词: 智能压力变送器软件仿真 HART协议
分类号: TP216
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

智能压力变送器是一种高精度,智能型压力参数现场检查仪表,在工业的测量控制过程中有着极其广泛的应用。可以用它来测量各种介质在液体,气体与蒸汽的压力、差压与绝压,如果配上温度传感器与节流装置(孔板等)还可以测量流体的流量参数,并通过压力变送器的二次转换部件,可以将被测参数转换成4-20mA的标准电信号,同时变送器也可以采用HART协议的数字信号进行传输,为了适应不同的客户需求,可以对二次线路板进行升级,让变送器带有总线功能,这就是具有PA总线与FF总线协议功能。智能压力变送器的品种非常丰富,可以精确的测量从微小的差压至大差压、甚至高压力、液位、真空度与比重。智能压力变送器具有体积小,重量轻、精度高,通讯功能强,还带有现场显示功能,方便人机交流。可用在电力行业、化工行业、石化行业、食品行业、造纸行业,钢铁冶金行业的自动化控制系统。论文是以智能变送器为基础,详细的介绍智能压力变送器的应用特点、设计方法。在应用于特点中,主要介绍变送器在不同的应用场合。在设计方法中,主要讨论变送器的硬件构造与软件仿真的设计方法；在通讯方面以HART通讯为主,这是目前应用最为广泛的通讯协议,这种类型的变送器,既可以采用4-20mA,在可以采用数字通讯技术,能适合不同用户的需要。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
引言  8-9
1 智能压力变送器概述  9-16
  1.1 智能压力变送器简介  9-10
  1.2 智能压力变送器的基本原理  10-16
    1.2.1 变送器的构造  10-11
    1.2.2 智能压力变送器的原理  11
    1.2.3 压力传感器的种类  11-16
2 智能压力变送器的硬件设计与实现  16-38
  2.1 智能压力变送器的硬件设计概述  16-17
    2.1.1 智能压力变送器的工作原理  16-17
  2.2 智能传感器模块  17-19
    2.2.1 压力传感器  17-18
    2.2.2 温度采样电路  18-19
  2.3 微处理器  19-23
    2.3.1 MSP430单片机的特点  20-23
  2.4 A/D与D/A模块与其单片机的接口  23-30
    2.4.1 AD7714与MCU的接口  23-28
    2.4.2 D/A转换  28-30
  2.5 通讯模块  30-33
    2.5.1 HART调制解调器AD5700的原理及功能  30-32
    2.5.2 AD5700的接口电路  32-33
  2.6 HMI人机界面  33-38
    2.6.1 电路基本原理  33-34
    2.6.2 硬件电路设计及软件设计  34-38
3 智能变送器软件设计与实现  38-61
  3.1 软件系统结构与开发环境  38-39
  3.2 主程序  39-40
  3.3 温度补偿的程序设计  40-44
  3.4 K系数程序设计  44-45
  3.5 线性化程序设计  45-46
  3.6 HART通信程序设计  46-54
    3.6.1 HART通信协议讯  46-47
    3.6.2 HART通信协议各层间的功能  47-50
    3.6.3 HART通信程序设计  50-54
  3.7 软件测试  54-61
    3.7.1 温度补偿软件  54-57
    3.7.2 特征化软件测试  57-61
4 智能变送器抗干扰设计  61-65
  4.1 硬件抗干扰设计  61-63
  4.2 软件抗干扰设计  63-65
    4.2.1 开机自检程序  63
    4.2.2 指令冗余方法  63
    4.2.3 对信号的进行处理  63
    4.2.4 应用软件“看门狗”技术  63-65
结论  65-66
参考文献  66-68
致谢  68-69

智能压力变送器的设计与实现

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