CN201429480Y - 基于profibus-pa总线通信协议的压力变送器 - Google Patents

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CN201429480Y CN2009201863671U CN200920186367U CN201429480Y CN 201429480 Y CN201429480 Y CN 201429480Y CN 2009201863671 U CN2009201863671 U CN 2009201863671U CN 200920186367 U CN200920186367 U CN 200920186367U CN 201429480 Y CN201429480 Y CN 201429480Y
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陈锦荣
张从江
查俊
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Hefei Anhui Intelligent Technology Co., Ltd.
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ANHUI WNK ELECTRONIC ENGINEERING Co Ltd
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Abstract

本实用新型提供一种基于PROFIBUS－PA总线通信协议的压力变送器，其特征尤其在于压力测量部分：LM285给MCP3551提供1.235VDC的基准电压，压力传感器输出的mV级信号经滤波并放大后送给MCP3551，ATMEGA168读取MCP3551的转换数据并进行线性化计算，同时ATMEGA168通过I2C总线读取TMP100的温度，此温度为压力传感器的温度，对测量的压力值进行温度补偿。ATMEGA168将测量的实际的压力值传送给PROFIBUS－PA总线通讯模块，再由PROFIBUS－PA总线通讯模块传送给PROFIBUS－PA总线上去。

Description

基于PROFIBUS-PA总线通信协议的压力变送器
技术领域
本实用新型涉及一种工业自动化控制的温度数据采集和传输系统，特别涉及一种基于PROFIBUS-PA总线通信协议的压力变送器。
背景技术
变送器是一种将物理测量信号或普通信号转换为标准电信号输出或能够以通讯协议方式输出的设备，一般分为：温度/湿度变送器，压力变送器，差压变送器，液位变送器，电流变送器等，目前的压力变送器一般由测温探头(热电偶或热电阻传感器)和两线制固体电子单元组成。采用固体模块形式将测温探头直接安装在接线盒里，从而形成一体化的变送器。
用户采集所需信息并配合微机系统或其他常规仪表的使用，须将变送器安置于个采集点，并考虑电源线和数据线的综合布设，此工程的安装成本或运营维护成本较高。
发明内容
本实用新型的目的在于，通过提供一种基于PROFIBUS-PA总线通信协议的压力变送器，其可安置于任意地点而无需布设电源线和数据线，并且功耗低、抗干扰性高。
为解决上述技术问题，本实用新型基于PROFIBUS-PA总线通信协议的压力变送器包括：PROFIBUS-PA总线、FBC0409PROFIBUS-PA协议转换接口芯片、AT91系列微处理器、总线取电稳压模块、按键和LCD显示、CY62146静态存储器、24AA256EEPROM、通讯隔离、电源隔离、压力仪表卡、微处理器、转换器、电压基准器、信号滤波放大、温度传感器和压力传感器。
PROFIBUS-PA总线通讯模块部分：总线取电稳压模块将PROFIBUS-PA总线电压进行稳压在3.3V DC给本模块上的各个器件供电；FBC0409与AT91型CPU相连，将PROFIBUS-PA信号调制和解调；按键和LCD显示部分与AT91型CPU相连，实现参数的设置和现实；CY62146静态存储器与AT91型CPU相连，为模块程序运行提供内存；24AA256 EEPROM通过I2C总线与AT91型CPU相连，存储设备地址、仪表线性化参数等；电源隔离部分将本模块的3.3V DC直流电压进行隔离后给仪表测量部分供电；仪表测量部分通过串口与AT91型CPU相连。
压力测量部分：MCP3551转换器通过SPI总线与ATMEGA168处理器相连，LM285与MCP3551相连，温度传感器TMP100与ATMEGA168相连，压力传感器与信号滤波放大器相连，信号滤波放大器与MCP3551相连。其工作原理为：
PROFIBUS-PA总线通讯模块部分：总线取电稳压模块将PROFIBUS-PA总线电压进行稳压在3.3V DC给本模块上的各个器件供电；FBC0409将PROFIBUS-PA总线上的命令信号进行解调送至AT91型CPU，若命令信号为读仪表测量值，则AT91型CPU向仪表测量部分发送读仪表测量值命令并接收仪表测量部分回传的测量值，然后AT91再将从仪表测量部分接收的测量值通过FBC0409进行解调发送到PROFIBUS-PA总线上，同时将接收到测量值通过LCD液晶显示；若命令信号为写参数值，则AT91将从总线上接收到的要写的参数通过I2C总线写入到24AA256中并向总线发出些成功确认信号。使用者可通过按键和LCD液晶对本模块的地址设置、功能块选择、液晶显示小数点位置、以及测量值单位等参数查看与修改。
压力测量部分：LM285给MCP3551提供1.235VDC的基准电压，压力传感器输出的mV级信号经滤波并放大后送给MCP3551，ATMEGA168读取MCP3551的转换数据并进行线性化计算，同时ATMEGA168通过I2C总线读取TMP100的温度，此温度为压力传感器的温度，对测量的压力值进行温度补偿。ATMEGA168将测量的实际的压力值传送给PROFIBUS-PA总线通讯模块，再由PROFIBUS-PA总线通讯模块传送给PROFIBUS-PA总线上去。
由于采用以上的技术方案本实用新型具有以下的积极效果：采用模块化设计，各模块相互协调工作；尤其是压力测量部分，采用22位AD转换器，使用高达6此方的最小二乘法算法，并结合压力传感器的温度进行温度补偿，从而实现了高精度压力测量。
附图说明
下面结合附图和优选实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型基于PROFIBUS-PA总线通信协议的压力变送器的优选实施方式的电路方框图。
在图1中各部件依次编号为：PROFIBUS-PA总线-1、FBC0409PROFIBUS-PA协议转换接口芯片-2、AT91系列微处理器-3、总线取电稳压模块-4、按键和LCD显示-5、CY62146静态存储器-6、24AA256EEPROM-7、通讯隔离-8、电源隔离-9、压力仪表卡-10、微处理器-11、转换器-12、电压基准器-13、信号滤波放大-14、温度传感器-15和压力传感器-16。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施例加以说明：参照图1所示，本实用新型基于PROFIBUS-PA总线通信协议的压力变送器包括：PROFIBUS-PA总线1、FBC0409PROFIBUS-PA协议转换接口芯片2、AT91系列微处理器3、总线取电稳压模块4、按键和LCD显示5、CY62146静态存储器6、24AA256EEPROM7、通讯隔离8、电源隔离9、压力仪表卡10、微处理器11、转换器12、电压基准器13、信号滤波放大14、温度传感器15和压力传感器16。
PROFIBUS-PA总线1通讯模块部分：总线取电稳压模块4将PROFIBUS-PA总线1的电压进行稳压在3.3V DC给本模块上的各个器件供电；FBC0409 PROFIBUS-PA协议转换接口芯片2与AT91型系列微处理器3(CPU)相连，将PROFIBUS-PA总线1上的信号调制和解调；按键和LCD显示5部分与AT91型系列微处理器3(CPU)相连，实现参数的设置和现实；CY62146静态存储器6与AT91型系列微处理器3(CPU)相连，为模块程序运行提供内存；CY62146静态存储器。
压力测量部分：MCP3551转换器12通过SPI总线与ATMEGA168处理器相连，LM285与MCP3551相连，温度传感器TMP10015与ATMEGA168相连，压力传感器16与信号滤波放大器14相连，信号滤波放大器14与MCP3551相连。
以上已对发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不碍于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可以作出种种等同的变型和替换，这些等同的变型或替换军包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (2)

1.一种基于PROFIBUS-PA总线通信协议的压力变送器，尤其包括：
一MCP3551转换器通过SPI总线与ATMEGA168处理器电路连接；
一压力传感器与信号滤波放大器相连电路连接；
一温度传感器TMP100与ATMEGA168电路连接。
2.如权利要求1所述的基于PROFIBUS-PA总线通信协议的压力变送器，其特征在于：信号滤波放大器与MCP3551电路连接。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102519666A (zh) * 2011-12-29 2012-06-27 中国燃气涡轮研究院 一种数字温度补偿系统及方法
CN104977116A (zh) * 2015-07-10 2015-10-14 四川奇胜科技有限公司 微差压变送器

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