嵌入PROFIBUS-DP从站接口的智能差压变送器研究

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1、上谆太学硕士学位论文摘要随着工业自动控制系统由传统的DCS向FCS升级，这必然要求相应的传感器、变送器以及执行器等实现智能化和网络化。因此，智能化、网络化传感器已成为目前传感器研究的主要方向之一。智能差压变送器是工业生产中非常重要的过程测量仪表，除可以用来测量压力和差压外，还可以用来检测生产过程中流体的流量、液位、密度等参数，是当前仪表领域的热门研究课题之一。本文以嵌入PROFIBUS．DP总线接口的智能差压变送器为研究对象，主要进行了如下研究工作：1、简要介绍了差压变送器和PRoFIBus现场总线的发展概况以及国内外现状，明确了本课题研究的目的和意义

2、，同时提出了一种嵌入PROFIBUS．DP总线接口的模块化的差压变送器的系统原理设计。2、设计并实现了PROFIBUS．DP从站模块。PROFIBUS-DP从站接口卡采用了MCU+ASIC协议芯片的方案，MCU选用的是ATMEL公司的51系列单片机中的AT89C51RC，协议芯片采用了西门子公司的SPC3硬件设计的一个重点是物理层接口电路的抗干扰设计。软件设计主要按照PROFIBUS．DP从站的状态机模型，采用C语言进行各模块的程序设计，这些模块包括：数据交换模块，参数初始化模块，从站输入输出配置模块，诊断模块等。这些模块分别放在5个文件里面，最后编写

3、了GSD文件。3、研究并仿真了差压变送器的非线性校正及温度补偿等功能。通过采用取自现场的大量真实标定数据，分别用多项式拟合，BP神经网络等方法对变送器的非线性自校正和温度自补偿进行了仿真研究，指出了各自的优点与缺点。这些工作为实现高精度的国产化的差压变送器奠定了一定的基础。最后，对本文的工作做了总结，指出了在此基础上进行改进的方向。关键词：差压变送器PROFIBUS．DP非线性校正多项式拟合神经网络上啐土学硕士学位论文ABSTRACTThecontrolsystemisundergoingagradualprogressofupgradingfromD

4、istributedControlSystem(Dcs)toFieldbusControlSystem(FCS)theseyears．Thisprogressrequiresthatsensorsandtransmittersetc．aresmartandcanbeconnectedtonetworks．Thus，themaindirectionofresearchonsensorissmartandnetworksensor．Intelligentdifferentialpressuretransmittersareveryimportantproc

5、essmeasurementinstrumentsincommercialmanufacture．Itcanmeasureflow，levelanddensityof1iquidbesidesdifferentialpressureandpressure．Itisapopresearchobjectininstrumentfieldcurrently．Anintelligentandmulti—parameterdifferentialpressuretransmitterembeddedwithPROFIBUS-DPfieldbusinterface

6、istheresearchobjectinthisthesis．Themainresearchworkincludes：Firstly，accordingtothedevelopmenthistoryandstatusinquoofdifferentialpressuretransmitterandPROFIBUS，atypeofmodulizedand—intelligentdifferentialpressuretransmitterwithPROFIBUS-DPinterfaceispresentedandanalyzedrespectively

7、．Theresearchbackground，contentandsignificanceofthisprojectareelucidated．Secondly，PROFIBUS—DPslavemoduleisimplemented．TheimplementationsolutionisMCU+ASIC．AT89C51RCwhichisoneof51seriesMCUproducedbyATMEL，andSPC3producedbySIEMENSareusedinthesolution．Oneofthekeyworksofhardwaredesigni

8、stheanti—interferencedesignofPhysicalLayercircu