渦街流量計(jì)智能技術(shù)的應(yīng)用與原理 十五
§2．4智能壓電式渦街流量計(jì)體系設(shè)計(jì)概述
在分析并總結(jié)出壓電式渦街流量計(jì)的設(shè)計(jì)原理，研究智能型壓電式渦街流量計(jì)可行性并總結(jié)其設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，研制出的智能壓電式渦街流量計(jì)是一種以壓電陶瓷為壓電元件的，傳感器與轉(zhuǎn)換器之間應(yīng)用信號(hào)電纜連接的，傳統(tǒng)脈沖計(jì)頻與信號(hào)分析并存，具有數(shù)據(jù)采集處理、LCD現(xiàn)場(chǎng)顯示累積流量和瞬時(shí)流量、量程轉(zhuǎn)換、小量程切除、溫壓自動(dòng)補(bǔ)償、故障診斷、自檢定、及儀表系數(shù)補(bǔ)償且具有HART通信功能的流量計(jì)。并針對(duì)新型智能壓電式渦街流量計(jì)硬件體系，成功設(shè)計(jì)出相應(yīng)的測(cè)量、控制及分析軟件。
三路差分信號(hào)通過(guò)雙4選一模擬開(kāi)關(guān)CC4052，并在CPU輪詢選通控制下進(jìn)入CPU，通PICI6LC76的A／D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)A／D轉(zhuǎn)換；另一路為脈沖信號(hào)直接進(jìn)入PICI6LC76的脈沖輸入端口。PICI6LC76除本身自帶外同品振外，巾另一晶振分頻電路產(chǎn)生2Hz時(shí)鐘以供CPU中斷使用。可擦寫(xiě)存貯器EEPROM93LC76用來(lái)對(duì)溫度壓力表、所有參數(shù)及一切希望長(zhǎng)期保存的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。HART型MODEM芯片HT2012由晶振電路提供460．8kHz的工作頻率，并通過(guò)帶通濾波器和整形電路兩電路塊與AD421聯(lián)系進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的調(diào)制解調(diào)工作。AD42l還對(duì)CPU輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行可編程電流輸出，電流范圍為4～20mA疊加在loop(一)和loop(+)之間的環(huán)路上，由于采用的是頻移鍵控調(diào)制方式，數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)互不影響。四個(gè)按鍵除K4用來(lái)重新啟動(dòng)外，其它均用來(lái)實(shí)現(xiàn)組態(tài)、查詢及維護(hù)功能。測(cè)量結(jié)果及參數(shù)內(nèi)容則通過(guò)液晶顯示片LCMl03顯示。
系統(tǒng)軟件程序采用功能模塊化編寫(xiě)，程序分為兩類(lèi)：一類(lèi)是主程序，它包括主程序框架(監(jiān)控程序)和功能子程序。主程序框架主要完成上電復(fù)位和系統(tǒng)自檢，以及對(duì)CPU的初始化、系統(tǒng)時(shí)鐘的初始化、測(cè)控程序的初始化和HART通訊程序的初始化，然后從EEPROM中讀取保存
的組態(tài)信息，之后進(jìn)入等待各種中斷進(jìn)行各種功能子程序的調(diào)用。主要功能子程序有：采樣程序、鍵語(yǔ)分析、顯示、存取、溫壓補(bǔ)償、變換程序、運(yùn)算處理、HART通訊等；另一類(lèi)為中斷服務(wù)子程序，包括：采樣中斷、通訊中斷、顯示中斷、鍵盤(pán)中斷等。測(cè)控程序和HART通訊程序是系統(tǒng)程序的主體。為保證測(cè)控?cái)?shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性以及HART通訊的實(shí)時(shí)性，兩部分程序都采用中斷程序設(shè)計(jì)，測(cè)控程序的A／D采樣處理程序采用中斷方式，HART通訊程序采用PORTB口電平變化中斷方式。在系統(tǒng)程序中設(shè)立了系統(tǒng)時(shí)鐘，通過(guò)系統(tǒng)時(shí)鐘來(lái)統(tǒng)一協(xié)調(diào)、管理測(cè)控程序和HART通訊程序的運(yùn)行，從而保證測(cè)控程序的實(shí)時(shí)運(yùn)行和HART通訊程序的正常收發(fā)。
§2．5本章小結(jié)
詳細(xì)論述了壓電式渦街流量計(jì)的結(jié)構(gòu)及其工作原理，闡述了智能壓電式渦街流量計(jì)設(shè)計(jì)原理。
總結(jié)出智能壓電式渦街流量計(jì)總體設(shè)計(jì)方案。在對(duì)傳統(tǒng)壓電式渦街流量計(jì)的傳感器、變送器進(jìn)行優(yōu)化的基礎(chǔ)上，配以智能化模塊，用軟處理方式解決關(guān)鍵性的渦街流量計(jì)的抗干擾問(wèn)題及一系列的智能化設(shè)計(jì)及儀表HART通信功能設(shè)計(jì)，具體給出了硬軟件設(shè)計(jì)框圖。在后面的章節(jié)中作者將依照本章提出的設(shè)計(jì)工作要點(diǎn)，即模塊化設(shè)計(jì)和模塊的連接，對(duì)各硬軟件模塊及其之間的聯(lián)系作詳細(xì)介紹。
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