工业现场信号选择变送器

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1、温度测量处理变送器设计成都信息工程学院电子系(四川成都610041)杨明欣【摘要】本文详细介绍了基于单片机AT89C52的温度测量系统，对系统中信号输入通道、信号处理、数据显示等从硬件和软件两方面进行了阐述，并做了相应的理论分折，系统可以实现多点温度巡回采集处理与变送的功能。【关键词】传感器；单片机；变送器。中图分类号：TP216TP212DesignofTemperatureMeasureandProcessTransmitterYangMingXinLuWeiChengduUniversityofInformationTe

2、chnologyChengdu610041,China【Compendium】Thispaperpresentedatemperaturemeasuresystembasedonsingle-chipcomputerAT89C52andintroducedthehardwareandsoftwareoftheanaloginputchannelsignalprocessanddatadisplay.Therelativetheoreticalanalysisispresented.Thisdesignisamanypoints

3、oftemperaturepatrolinspectionapparatusandtransmitter.【KeyWord】Sensor；Single-chipcomputer；Transmitter。一、概述石灰炉烧制石灰时炉内各处的温度可能不一样，生产工艺要求得出炉内四点的平均温度，了解各点的温度值，对平均值及各测量点的温度进行报警处理；若某处的信号不正常(传感器损坏或断线)能及时报警并排除在数据处理之外。本系统可完成以上功能，检测处理石灰炉的温度，并以4-20mA形式变送远传温度平均值或最高一点的温度。该产品的工作示意图

4、如下图1所示，在该石灰炉内有四个点分别放四个热电偶，这四个热电偶就是该系统的四路输入信号来源。利用该系统测出如图1所示的四点的温度（T1,T2,T3,T4）并把每一点的温度值送到面板显示。注：T1、T2、T3、T4是石灰炉内四个检测点，石灰炉即是文中3路信号的输入所提到的信号路数。1路信号入T33T12路信号4路信号的输入T4T2图一图1二、系统硬件设计1、系统结构框图及人机界面系统的结构框图见图二。系统硬件部分主要由前端输入电路,A/D及D/A电路,人机界面电7路,CPU及外围电路组成。系统达到的主要功能是充许四路信号输入，

5、用户可以通过参数设定选择输入热电偶类型，平时显示温度平均值，若操作者需要可以按动面板上的按键查看任一路信号的温度。四路信号是独立的，有一路短路或断线故障，不影响其它几路信号的工作。仪表具有超限报警功能及热电偶断线提示功能。温度平均值或温度最高的一路信号的变送为4-20mA电流信号输出。系统具有掉电保护功能，当掉电时，设定数据可以保存。程控放大A/D转换CPU显示控制D/A转换EEPROM继电器模拟通道信号选择DC/DC开关电源输出电路功能原理图（图2）K1K2K3K4图3、控制面板系统设计有良好的人机界面，操作显示面扳见图3，

6、在控制显示面板上有两排数码管和四个按键，进行系统工作的显示和参数的修改。系统工作方式分为两个状态分别为编程和运行。利用一号键K1(状态切换键)可以在两种状态间切换。在编程状态时，上一排数码管显示参数代号，下排数码管分别显示对应参数。在这种状态下，利用二号键K2(移位键)可以顺序变换不同的参数代号及参数。利用三号键K3(加键)和四号键K4(减键)可以对参数进行修改。在运行状态时，上一排数码管显示各个信号回路顺序号(1~~5)，下排数码管分别显示对应温度。其中1~4路分别显示四路回路号及其温度，5路显示四路中温度平均值。这五路自动

7、循环显示，利用四号键K4(定位键)可以使显示内容停在当前回路上。在编程或运行状态下，无论何时按下K1，都可使状态变换到另一种状态的初始阶段。电路设计中没有扩展总线及程序存储器及I/O口,CPU的四个并行口全作为普通I/O口使用,CPU及外围电路都是标准用法,在此重点介绍有设计特色的A/D及D/A7电路和人机界面电路及电源电路。2、数据采集电路与放大电路数据采集部分电路如图4所示，限流电阻R1和稳压管TL431产生2.5V标准电压。系统共有7路模拟输入信号,4路热电偶信号输入(EXT1----EXT4)，１路冷端补偿信号,一路基

8、准信号,一路地信号(EXT5)。2.5V电压加在10K电阻和外接二极管串联支路上，构成热电偶的冷端补偿电路，它是利用二极管正向工作的电压-温度特性测量冷端温度，基准信号利用2.5V电压和分压电阻产生。因此采用了8选1多路模拟开关CD4051,由单片机的P2.0、P2.1、P2