化工仪表自动化控制系统中智能变送器应用研究

随着科学技术的发展,工业生产的日趋复杂,对工业过程的自动控制提出了更高的要求。在这种情况下,传统的传感器与传感器已很难满足对高精度、高效率、高安全性的要求。智能传感器是现代自动控制中不可缺少的一部分,它以其特有的优点,已成为引领科技革新的一个重要方向。本文主要对智能变送器在化工设备自动控制系统中的应用进行了深入的研究,通过对其工作原理和种类的介绍,并结合具体的实例对其在温度、压力、流量等领域的应用进行了详细的阐述,从而揭示其在提高化工生产效率、保障过程安全等方面的显著优势。通过本项目的研究,将加深对智能传感器工作机理、优势及挑战的认识,为实现工业智能化、可持续发展提供新的思路与方法。

智能变送器在石油化工装置中的应用

介绍了智能变送器的广泛应用,结合实际案例对其选型、安装过程中的常见问题进行分析,为稳定生产提供帮助。

水产养殖水质pH值智能变送器设计

针对中国集约化水产养殖急需应用水质自动监测技术的现状,研究一种基于IEEE1451标准的具有即插即用和自校准功能的智能pH变送器。它集成水质参数信号调理技术、变送技术、自校准技术与现场总线技术于一体,采用低功耗、高性能的微控制器MSP430F149,嵌入了IEEE1451协议规范提出的智能传感器模块STIM(Smart Transducer Interface Module)。重点介绍了pH值智能变送器软硬件设计,给出了初步标定实验。该变送器支持在线连续采集pH值和温度探头信号,且具有精度高、使用方便、可靠性好等特点,适合推广与应用。

“即插即用”智能变送器模块的设计与实现

网络化智能化传感器的兴起使得测控网络的搭建效率提高,其关键是要解决传感器与现存各种总线网络之间互换性和互操作性的问题。在各种解决方案中,IEEE1451.2标准利用TII通用接口技术实现二者之间的连接,同时引入电子数据表格(TEDS)使得传感器具有一定的智能。文中对IEEE1451.2标准进行简要描述后,介绍了利用MSP430单片机实现智能变送器的硬件方案,并对TEDS的实现方式进行分析,最终利用LabVIEW编写了TEDS配置界面,实现了对智能变送器的参数配置。

基于HART协议的1151智能变送器的开发

介绍了自主开发的基于HART协议的1151智能变送器,具体介绍了1151智能变送器的硬件设计、软件设计以及HART数字通信的实现.文中对智能变送器的设计难点,即低功耗技术也作了介绍.

基于MSP430单片机的智能变送器设计

介绍了德州仪器公司推出的又一代低功耗、高性能的MSP430系列单片机的功能和特点,并在此基础上,以8通道16位单片机MSP430F149为核心,提出了一种智能化、小型化多参数变送器的设计方法。给出了智能变送器的各部分电路硬件设计框图和软件流程图。该变送器已在松源油田水源井项目中得到应用。它具有性能价格比高,体积小,抗干扰性强,互换性好,应用范围广等优点,还可用于测控系统进行多种参数的检测与变送。

AD421在智能变送器中的应用

文中主要介绍了高性能数模转换器AD421的工作原理及其在智能变送器的设计中的应用。设计方案利用低功耗的16位单片机MSP430作为核心控制器，选用低功耗的外围扩展元器件，设计了具有4-20mA两线制电流输出和RS-232串口数字信号输出，以及带有校准和参数设置功能的智能变送器。经实践证明，具有低功耗、高精度以及工作稳定可靠等特点。

基于嵌入式的HART协议智能变送器软件设计

HART协议作为一个开放性的协议,现已成为智能仪表“事实上”的标准;其特点是在现有的模拟信号传输线上实现数字信号通信;嵌入式系统技术是目前电子产品设计领域最为热门的技术之一,目前已经广泛地应用在军事国防、消费电子、网络通信、工业控制等领域,但是在现场总线领域的应用是个新尝试;文章主要探讨了实时嵌入式系统在HART智能变送器中的应用,采用了嵌入式技术的HART智能变送器,不仅能够解决现场总线兼容原有的DCS问题,而且有了嵌入式微处理器和嵌入式实时操作系统,对系统整体的实时性、稳定性、抗干扰性、低功耗等性能有了极大的提高。

基于MSP430的高精度智能变送器研究与设计

研究设计了基于16位单片机MSP430的具有自校准和非线性误差补偿功能的智能压力变送器,并给出了完整的低功耗、高精度智能压力变送器设计框图,建立了用于高精度A/D转换的Σ-Δ模数转换器数学模型,实现了变送器的自校准和非线性误差补偿功能,并使用Simulink工具箱进行了数值仿真。目前,该智能变送器已经投入实际使用,其自校准和非线性误差补偿智能监测模块经工程验证效果良好,说明所建立数学模型合理,系统具有实用,可靠的特点。

基于HART总线智能变送器的电源分析与设计

以微控制器为核心的智能化技术和现场总线技术近年来成为仪表行业的研究热点.与普通的4～20mA变送器相比,基于HART总线智能变送器节省了大量电缆,提高了测量精度和可靠性,但同时也增加了仪表内部功耗.仪表的电源部分设计变得十分关键.介绍了HART协议的特点,分析了HART总线智能变送器的低功耗和变仪表电流特性,并对低压差线性稳压器和开关式稳压器做了性能比较,指出线性稳压器成本低,不易受电磁干扰,纹波电压小,缺点是电源效率低;而开关式稳压器的供电效率较高,输出功率大,不足就是输出电压中所含纹波较大.传统单稳压电源设计模式不能同时满足高效率和低纹波电压要求,提出了一种二级稳压电源设计方案,将低压差线性稳压器和开关式稳压器配合使用.实例证明该方案达到了设计要求.

检索式数字水位传感器智能变送器的设计

检索式数字水位传感器是太原理工大学测控技术研究所自主研发的一种新型水位传感器,其基本原理是利用不同位置的信号采集电路来采集水中传播的电信号,从而确定水位的位置。针对检索式数字水位传感器实际工程使用的要求,本文提出了一种配装检索式数字水位传感器的智能信号变送器的设计。该智能变送器能够根据用户的需求控制传感器进入相应的状态,提高了传感器的智能化和低功耗水平。文中详细阐述了智能变送器的软硬件设计,探讨了实现检索式数字水位传感器实际应用的低功耗技术途径。

基于CC2530F256的智能变送器模块的研制

为了适应传感器网络化、智能化的发展趋势,解决其兼容性和气象站大量布线的问题,采用CC2530系列芯片以及Z-Stack协议栈的编程体系设计智能变送器模块,实现常规气象要素传感器信号的高精度采集及数据的无线传输,同时对IEEE1451标准中的电子数据表格(TEDS)进行了设计,使传感器实现智能化。详细介绍了智能变送器硬件电路设计和数据处理软件流程图,并且实现了部分电子数据表格的在线更新,通过串口测试工具可以实现数据通信。它具有体积小、超低功耗等优点,系统能够在观测场长时间稳定运行。

基于FF协议智能变送器的设计与开发

现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。智能化仪表代表着未来现场仪表的发展方向。FF协议智能变送器是目前世界上最新一代现场总线仪表,从软件和硬件方面提出基于FF协议的智能变送器的设计与开发,简要介绍了FF协议的特点与性能。这种智能变送器的研发,有助于促进现场总线技术的推广,改革现有的测量仪表,为现场总线控制系统的底层智能仪表开发提供理论和实践基础,从而为现场仪表的发展提供了新的思路。

一种实用智能变送器的设计与实现

介绍了一种集测量、控制和通信功能于一体的智能变送器的设计与实现。CPU采用AT89C52,测量和控制通道分别应用了高精度的转换器件AD7714和AD566A,控制采用AD694实现了标准的电流信号输出,采用RS232C标准实现了与上位机的通信功能。

现场总线智能变送器的研制

介绍了一种带现场总线的智能变送器。它遵守HART通信协议,既能作为现场总线型仪表,又能作为4～20mA二线制变送器使用。文中给出了该变送器的结构图和设计原理,介绍了主要组成部分。

基于微控制器的二线制智能变送器的设计

为了降低设备复杂程度,对四种微控制器与4～20mA变送器接口的方案进行了研究并实现,并应用于海洋激光雷达的状态采集;该方案在硬件上采用了Microchip低功耗微控制器与TI公司4～20mA驱动器,通过PWM和滤波器进行驱动。软件上通过对输出的控制,可实现模拟信号数据及多种报警信号的传送,实际应用表明,该变送器的设计方案可靠、稳定、精度较高．且造价低廉,可降低原有方案的复杂度,是值得推广的接口方案。

基于MODBUS协议的智能变送器研究

介绍了基于MODBUS的数字化智能变送器的实现方案及其在工业现场的应用。阐述硬件构造和软件设计思想,并说明使用FIX组态软件和API函数实现MODBUS主站通信的两种方法,该网络结构可以实现512个从节点与主站间的MODBUS通信。应用表明:该设计简单实用,发挥了MODBUS的主要性能优点,对其他同类型智能仪器及系统的设计开发有一定的借鉴作用。

基于现场总线和智能变送器的风洞气流参数测量系统研制

准确测量来流雷诺数对于研究一些对雷诺数变化敏感的流动现象十分重要,为了得到较为准确雷诺数需要测量来流速度、温度和环境大气压等气流参数。本研究基于带Hart通信协议的智能变送器以及数字式振筒气压仪,在低速风洞中实现了一套简单实用的气流参数采集系统。其中,主机和差压、温度变送器之间通过Hart适配器相连接,并通过串口以Hart协议实现通信;而数字式振筒气压仪与计算机之间则直接通过串口实现通信。在系统开发过程中对Hart协议进行了解析和测试。在该系统气流参数采集的基础上,实现了来流雷诺数实时精确的计算,并对比了因温度和气压波动导致的雷诺数计算差异对旋成体大迎角雷诺数效应研究的影响,从而进一步说明了发展该系统的重要性。

基于HART协议的智能变送器设计

从HART协议智能变送器的功能和协议要求出发,在详细讨论、分析HART协议智能变送器的设计重点、难点和技术关键的基础上,设计完整的HART协议智能压力/差压变送器的实用电路。它可以实现HART协议智能变送器的基本功能。

感应式数字水位传感器智能变送器设计

针对感应式数字水位传感器在实际应用中遇到的输出信号非标准信号问题,设计了一种应用于感应式数字水位传感器的智能变送器。该智能变送器以C8051F020单片机为主控芯片,高性能数模转换器AD421输出4～20 mA电流信号,MAX485芯片实现RS485通信。介绍了一种集RS485通信和4～20 mA输出的智能液位变送器,给出了具体的软硬件设计方案,解决了原传感器输出信号非标准信号的问题,且增加了RS485接口。