一種基于profibus-dp總線通信協(xié)議的智能電磁流量計的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，包括：用于總線信號輸入、輸出的PROFIBUS-DP總線模塊；用于根據(jù)PROFIBUS-DP協(xié)議對信號進行線性補償?shù)耐ㄐ趴刂颇K；用于控制智能電磁流量計，并從智能電磁流量計讀取數(shù)據(jù)的主控模塊；用于測量導電流體的流量的智能電磁流量計。本實用新型的通信控制模塊內(nèi)部集成有PROFIBUS-DP總線協(xié)議，通過主控模塊對智能電磁流量計傳送的信號根據(jù)PROFIBUS-DP協(xié)議進行線性補償，并將補償后的信號發(fā)送至存儲器進行存儲，通過PROFIBUS-DP總線協(xié)議實現(xiàn)信息的傳輸處理，提高了系統(tǒng)的可靠性；另外，解決了系統(tǒng)調(diào)試和維護診斷困難的問題。
【專利說明】
一種基于PROF IBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電磁流量計
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及智能電磁流量計數(shù)據(jù)采集及傳輸領(lǐng)域，特別是涉及一種基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電磁流量計。
【背景技術(shù)】
[0002]智能電磁流量計(Electromagnetic Flowmeters，簡稱EMF)是20世紀50?60年代隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的新型流量測量儀表。智能電磁流量計是應用電磁感應原理，根據(jù)導電流體通過外加磁場時感生的電動勢來測量導電流體流量的一種儀器。其工作原理是基于法拉第電磁感應定律，在電磁流量計中，測量管內(nèi)的導電介質(zhì)相當于法拉第試驗中的導電金屬桿，上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場，當有導電介質(zhì)流過時，則會產(chǎn)生感應電壓，管道內(nèi)部的兩個電極測量產(chǎn)生的感應電壓，測量管道通過不導電的內(nèi)襯(橡膠，特氟隆等)實現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。導電液體在磁場中作切割磁力線運動時，導體中產(chǎn)生感應電勢，其感應電勢E為:E = KBVD，其中，K為儀表常數(shù)，B為磁感應強度，V為測量管道截面內(nèi)的平均流速，D為測量管道截面的內(nèi)徑，測量流量時，導電性液體以速度V流過垂直于流動方向的磁場，導電性液體的流動感應出一個與平均流速成正比的電壓，其感應電壓信號通過二個或二個以上與液體直接接觸的電極檢出，并通過電纜送至轉(zhuǎn)換器通過智能化處理，然后IXD顯示或轉(zhuǎn)換成標準信號4?20mA和IkHz輸出。
[0003]智能電磁流量計被廣泛應用于各種工業(yè)自動化過程的控制環(huán)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)遠程控制，通過測量管道內(nèi)液體的流量、流速和一定時間內(nèi)通過管道液體的總量來實現(xiàn)。目前現(xiàn)有的智能電磁流量計通常采用的是模擬信號進行控制，采用模擬信號控制存在抗干擾能力較弱，傳輸誤差大，接線復雜、系統(tǒng)調(diào)試和維護診斷比較困難等問題。
[0004]因此，如何采用數(shù)字信號進行智能電磁流量計的控制已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題之一。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的在于提供一種基于PR0FIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中采用模擬信號進行智能電磁流量計的控制所帶來的抗干擾能力較弱，傳輸誤差大，接線復雜、系統(tǒng)調(diào)試和維護診斷比較困難等問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實用新型提供一種基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，所述基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電磁流量計至少包括:PROFIBUS-DP總線模塊，通信控制模塊，主控模塊，以及智能電磁流量計；
[0007]所述PR0FIBUS-DP總線模塊用于PR0FIBUS-DP總線信號的輸入和輸出；
[0008]所述通信控制模塊連接于所述PR0FIBUS-DP總線模塊和所述主控模塊之間，用于對總線信號進行PR0FIBUS-DP總線協(xié)議解析；
[0009]所述主控模塊連接于所述通信控制模塊和所述智能電磁流量計之間，用于根據(jù)所述通信控制模塊的輸出信號控制所述智能電磁流量計，并將從所述智能電磁流量計讀取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鐾ㄐ趴刂颇K；
[0010]所述智能電磁流量計與所述主控模塊連接，用于測量導電流體的流量。
[0011 ]優(yōu)選地，還包括連接于所述主控模塊和所述智能電磁流量計之間的串口通信模塊，用于通過光耦合隔離與所述智能電磁流量計進行串口通信。
[0012]優(yōu)選地，還包括連接于所述PROFIBUS-DP總線模塊和所述通信控制模塊之間的電磁干擾保護模塊。
[0013]優(yōu)選地，所述主控模塊與所述通信控制模塊之間通過并行接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。
[0014]優(yōu)選地，還包括與所述主控模塊連接的存儲模塊，用于存儲所述智能電磁流量計的功能參數(shù)和測量數(shù)據(jù)。
[0015]更優(yōu)選地，所述存儲模塊為電可擦可編程只讀存儲器。
[0016]優(yōu)選地，還包括與所述智能電磁流量計相連的顯示屏，用于顯示所述智能電磁流量計內(nèi)的信息。
[0017]優(yōu)選地，所述通信控制模塊為SPC4-2芯片。
[0018]優(yōu)選地，所述主控模塊為M16C型處理器。
[00?9 ] 優(yōu)選地，所述智能電磁流量計為:FlowMas ter系列。
[0020]如上所述，本實用新型的基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，具有以下有益效果:
[0021]本實用新型的基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電磁流量計的通信控制模塊內(nèi)部集成有PROFIBUS-DP協(xié)議，通過主控模塊對智能電磁流量計傳送的信號根據(jù)PR0FIBUS-DP協(xié)議進行線性補償，并將補償后的信號發(fā)送至存儲器進行存儲，通過PROFIBUS-DP協(xié)議實現(xiàn)信息的傳輸處理，提高了系統(tǒng)的可靠性;另外，解決了系統(tǒng)調(diào)試和維護診斷困難的問題。
【附圖說明】
[0022]圖1顯示為本實用新型的基于PR0FIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電磁流量計示意圖。
[0023]元件標號說明
[0024]I基于PR0FIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電磁流量計
[0025]11PR0FIBUS-DP 總線模塊
[0026]12電磁干擾保護模塊
[0027]13通信控制模塊
[0028]14主控模塊
[0029]15存儲模塊
[0030]16串口通信模塊
[0031]17智能電磁流量計
[0032]18顯示屏
【具體實施方式】
[0033]以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點與功效。本實用新型還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本實用新型的精神下進行各種修飾或改變。
[0034]請參閱圖1。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實用新型的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本實用新型中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復雜。
[0035 ]如圖1所示，本實用新型提供一種基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電磁流量計I，包括:
[0036]PROFIBUS-DP總線模塊11，電磁干擾保護模塊12，通信控制模塊13，主控模塊14，存儲模塊15，串口通信模塊16，智能電磁流量計17，以及顯示屏18。
[0037]如圖1所示，所述PROFIBUS-DP總線模塊11用于PROFIBUS-DP總線信號的輸入和輸出。
[0038]具體地，PROFIBUS-DP總線(其中DP為DecentralizedPeriphery，分布式外圍設備)具有高速低成本，用于設備級控制系統(tǒng)與分散式I/O的通信總線，它與PR0FIBUS-PA(Process Automat1n)、PROFIBUS_FMS(Fieldbus Message Specificat1n)共同組成了PR0FIBUS標準，用于現(xiàn)場層的高速數(shù)據(jù)傳送。主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息，總線循環(huán)時間必須要比主站(PLC)程序循環(huán)時間短;除周期性用戶數(shù)據(jù)傳輸外，PR0FIBUS-DP還提供智能化設備所需的非周期性通信以進行組態(tài)；診斷和報警處理。在本實施例中，所述PR0FIBUS-DP總線模塊11接收所述智能電磁流量計17的控制信號和功能信號，其中所述功能信號包括:抄表命令、讀取量程命令等信號。所述PR0FIBUS-DP總線模塊11輸出從所述智能電磁流量計17讀取到的數(shù)據(jù)信號，其中所述數(shù)據(jù)信號包括:測量數(shù)據(jù)、量程數(shù)據(jù)等信號。所述控制信號、所述功能信號及所述數(shù)據(jù)信號均滿足PR0FIBUS-DP總線協(xié)議。
[0039]如圖1所示，所述通信控制模塊13連接于所述PR0FIBUS-DP總線模塊11和所述主控模塊14之間，用于根據(jù)PR0FIBUS-DP總線協(xié)議對信號進行線性補償，實現(xiàn)協(xié)議解析。
[0040]具體地，所述通信控制模塊13內(nèi)集成有PR0FIBUS-DP總線協(xié)議，曼切斯特編碼/解碼器，并且具有極性自動校正功能，根據(jù)PR0FIBUS-DP總線協(xié)議對信號進行線性補償，以此實現(xiàn)所述主控模塊14中的信號協(xié)議與PR0FIBUS-DP總線協(xié)議的轉(zhuǎn)換。在本實施例中，所述通信控制模塊13為SPC4-2芯片。
[0041]如圖1所示，所述電磁干擾保護模塊12連接于所述PR0FIBUS-DP總線模塊11和所述通信控制模塊13之間，用于實現(xiàn)電磁干擾保護。
[0042]如圖1所示，所述主控模塊14連接于所述通信控制模塊13和所述智能電磁流量計17之間，用于根據(jù)所述通信控制模塊13的輸出信號控制所述智能電磁流量計17，并將從所述智能電磁流量計17讀取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鐾ㄐ趴刂颇K13。
[0043]具體地，所述主控模塊14根據(jù)所述通信控制模塊13的輸出信號產(chǎn)生所述智能電磁流量計17的控制信號或功能參數(shù)，負責現(xiàn)場總線的通信、控制、診斷及維護功能，同時接收所述智能電磁流量計17傳輸來的數(shù)據(jù)并結(jié)合標定算法計算出各種參數(shù)值。在本實施例中，所述主控模塊14為M16C型處理器，更優(yōu)選地，所述主控模塊14為M30626FHPFP處理器。任意能實現(xiàn)智能電磁流量計控制的信號處理模塊均適用于本實用新型的主控模塊14，不以本實施例的具體芯片信號為限。在本實施例中，所述主控模塊14與所述通信控制模塊13之間通過并行接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。
[0044]如圖1所示，所述智能電磁流量計17與所述主控模塊14連接，用于測量導電流體的流量。
[0045]具體地，所述智能電磁流量計17根據(jù)所述主控模塊14輸出的信號完成數(shù)據(jù)測量，并將測量數(shù)據(jù)傳輸回所述主控模塊14。在本實施例中，所述智能電磁流量計I 7為:FlowMaster 系列。
[0046]如圖1所示，所述串口通信模塊16連接于所述主控模塊14和所述智能電磁流量計17之間，用于通過光耦合隔離與所述智能電磁流量計17進行串口通信。
[0047]具體地，光耦合隔離可通過ACPL-M50L芯片實現(xiàn)。
[0048]如圖1所示，所述存儲模塊15連接于所述主控模塊14，用于存儲所述智能電磁流量計17的功能參數(shù)和測量數(shù)據(jù)。
[0049]具體地，所述存儲模塊15包括但不限于電可擦可編程只讀存儲器，在本實施例中，采用24AA256芯片實現(xiàn)。
[0050]在本實施例中，所述通信控制模塊13，所述主控模塊14，所述串口通信模塊16通過總線供電方式獲取電源。
[0051]如圖1所示，所述顯示屏18與所述智能電磁流量計17相連，用于顯示所述智能電磁流量計17內(nèi)的信息，以此實現(xiàn)監(jiān)控。
[0052]如上所述，本實用新型的基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，具有以下有益效果:
[0053]本實用新型的基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電磁流量計能夠滿足工業(yè)現(xiàn)場的安全性要求。本實用新型的通信控制模塊內(nèi)部集成有PROFIBUS-DP總線協(xié)議，實現(xiàn)信息的傳輸處理，提高了系統(tǒng)的可靠性。電磁干擾保護模塊，通信控制模塊，主控模塊，存儲模塊，串口通信模塊與智能電磁流量計相結(jié)合構(gòu)成了現(xiàn)場總線設備，為智能電磁流量計提供所必須的通信控制，并可依據(jù)協(xié)議提供豐富的現(xiàn)場總線功能塊，具有抗干擾能力強、接線簡單和調(diào)試容易等特點。
[0054]綜上所述，本實用新型提供一種基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，包括:用于PROFIBUS-DP總線信號的輸入和輸出的PROFIBUS-DP總線模塊;連接于所述PR0FIBUS-DP總線模塊和所述主控模塊之間，用于根據(jù)PR0FIBUS-DP總線協(xié)議對信號進行線性補償?shù)耐ㄐ趴刂颇K;連接于所述通信控制模塊和所述智能電磁流量計之間，用于根據(jù)所述通信控制模塊的輸出信號控制所述智能電磁流量計，并將從所述智能電磁流量計讀取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鐾ㄐ趴刂颇K的主控模塊;與所述主控模塊連接，用于測量導電流體的流量的智能電磁流量計。本實用新型的基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電磁流量計能夠滿足工業(yè)現(xiàn)場的安全性要求。本實用新型的通信控制模塊內(nèi)部集成有PR0FIBUS-DP總線協(xié)議，實現(xiàn)信息的傳輸處理，提高了系統(tǒng)的可靠性。電磁干擾保護模塊，通信控制模塊，主控模塊，存儲模塊，串口通信模塊與智能電磁流量計相結(jié)合構(gòu)成了現(xiàn)場總線設備，為智能電磁流量計提供所必須的通信控制，并可依據(jù)協(xié)議提供豐富的現(xiàn)場總線功能塊，具有抗干擾能力強、接線簡單和調(diào)試容易等特點。所以，本實用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0055]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項】
1.一種基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，其特征在于，所述基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電磁流量計至少包括: PROFIBUS-DP總線模塊，通信控制模塊，主控模塊，以及智能電磁流量計； 所述PROFIBUS-DP總線模塊用于PROFIBUS-DP總線信號的輸入和輸出； 所述通信控制模塊連接于所述PROFIBUS-DP總線模塊和所述主控模塊之間，用于對總線信號進行PROFIBUS-DP總線協(xié)議解析； 所述主控模塊連接于所述通信控制模塊和所述智能電磁流量計之間，用于根據(jù)所述通信控制模塊的輸出信號控制所述智能電磁流量計，并將從所述智能電磁流量計讀取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鐾ㄐ趴刂颇K； 所述智能電磁流量計與所述主控模塊連接，用于測量導電流體的流量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，其特征在于:還包括連接于所述主控模塊和所述智能電磁流量計之間的串口通信模塊，用于通過光耦合隔離與所述智能電磁流量計進行串口通信。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，其特征在于:還包括連接于所述PROFIBUS-DP總線模塊和所述通信控制模塊之間的電磁干擾保護模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，其特征在于:所述主控模塊與所述通信控制模塊之間通過并行接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，其特征在于:還包括與所述主控模塊連接的存儲模塊，用于存儲所述智能電磁流量計的功能參數(shù)和測量數(shù)據(jù)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，其特征在于:所述存儲模塊為電可擦可編程只讀存儲器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，其特征在于:還包括與所述智能電磁流量計相連的顯示屏，用于顯示所述智能電磁流量計內(nèi)的信息。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，其特征在于:所述通信控制模塊為SPC4-2芯片。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，其特征在于:所述主控模塊為Ml 6C型處理器。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PROFIBUS-DP總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，其特征在于:所述智能電磁流量計為:FlowMaster系列。
【文檔編號】G01F1/58GK205426250SQ201520999774
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年12月4日
【發(fā)明人】李軼
【申請人】重慶川儀自動化股份有限公司