基于lonworks总线的智能流量检测仪表与系统的研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要流量计量广泛应用于农业生产、国防建设、科学研究、对外贸易以及人民生活各个领域中。与人们日常生活密切相关的自来水、煤气、天然气、油等都大量的应用流量仪表进行计量。伴随技术的进步，人们对流量计量提出了更高的要求，而在全球自然资源供应日趋紧张的今天，提高流量测量精度具有举足轻重的现实意义。本文以一种新型的差压式流量计－纺锤体流量计作为测量前端，结合嵌入式技术和LonWorks技术，共同构成智能流量测量系统。文章从分析积算流量所需的信号开始，选取相应的传感器设计测量电路，获取差压信号以及补偿所需的绝压和温度信号。本文选用了P89C51RD2单片机作为控制核心，通过用单

2、片机普通IO口模拟SPI总线控制A/D转换，进行信号的采集；差压信号是整个测量系统的关键，它的精度直接影响最后的测量结果，所以研究了函数链神经网络、二次方程校正和曲线拟和三种温度补偿方法，并进行了温度补偿实验和补偿效果比较分析；采集进来的信号经过软件滤波和相应的标度变换后由质量流量积算公式计算出最后流量值，流量计算过程中对介质做了密度补偿的研究；通过按键控制使得流量测量的各个参数可以实时显示在LCD不同画面上。通信模块中，lonWorks现场总线把流量测量系统和上位机连接起来，实现数据的远程传输。通过Lon网络，单片机将测量的参数实时传送给PC机，以供上位机对数据进行集中处理和监视。整个流量

3、测量系统在现场实验室进行了流量系数标定实验。关键词：流量测量，温度补偿，单片机，LonWorks，现场总线i基于LonWorks总线的智能流量检测仪表与系统的研究ABSTRACTFlowmeasurementiswidelyappliedinagriculture,nationaldefence,scienceresearchandourlife.Inrecentyears,peoplehavepaidmuchmoreattentiontotheaccuracyofflowmeasurementastechnologyprogresses.Theintelligentflowtotalize

4、rsysteminthisdesigniscombinedwiththespindleflowmeter,theembeddedsystemtechniquesandLonworksbus.Duringtheperiodofmeasurement,thetransductioncircuitstransformthedifferentialpressures,theabsolutepressuresandthetemperaturereceivedbythesensorsintothevoltagesignals.TheMCUnamedP89C51RD2asthemaincontroller

5、transformsthevoltagesignalsintodigitalsignalsbycontrollingA/Dconvertor.Becausedifferentialpressuresdirectlyinfluencetheresultofflowmeasurement,threetemperaturecompensationsareresearchedinthispaper.Thetemperaturecompensationexperimentiscarriedout.Thecompensationresultsareanalyzedandcompared.TheMCUpr

6、ocessesthesedigitalsignalsandcumulatetheflowquantitiesaccordingtointerrelatedformula.Duringtheflowcalculating,densitycompensationisresearched.SevaralparametersaredisplayedinLCDbykey-presscontrolling.Inthecommunicationmodule,flowmeasurementsystemconnectswithPCbyLonworksbus.TheMCUcantransmittheparame

7、tertoPCreal-time.PCcanprocessandwatchthechangeoftheseparameters.Demarcateexperimentaboutflowcoefficientiscarriedoutinlaboratory.KeyWords:Flowmeasurement,temperaturecompensation,MCU,LonWorks,Fieldbusii基于LonW