基于溫度測(cè)量處理變送器的設(shè)計(jì)

一、概述

石灰爐燒制石灰時(shí)爐內(nèi)各處的溫度可能不一樣，生產(chǎn)工藝要求得出爐內(nèi)四點(diǎn)的平均溫度，了解各點(diǎn)的溫度值，對(duì)平均值及各測(cè)量點(diǎn)的溫度進(jìn)行報(bào)警處理；若某處的信號(hào)不正常（傳感器損壞或斷線）能及時(shí)報(bào)警并排除在數(shù)據(jù)處理之外。本系統(tǒng)可完成以上功能，檢測(cè)處理石灰爐的溫度，并以4-20mA形式變送遠(yuǎn)傳溫度平均值或最高一點(diǎn)的溫度。該產(chǎn)品的工作示意圖如下圖1所示，在該石灰爐內(nèi)有四個(gè)點(diǎn)分別放四個(gè)熱電偶，這四個(gè)熱電偶就是該系統(tǒng)的四路輸入信號(hào)來(lái)源。利用該系統(tǒng)測(cè)出如圖1所示：

二、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖及人機(jī)界面

系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖見(jiàn)圖二。系統(tǒng)硬件部分主要由前端輸入電路,A/D及D/A電路,人機(jī)界面電路,CPU及外圍電路組成。系統(tǒng)達(dá)到的主要功能是充許四路信號(hào)輸入，用戶可以通過(guò)參數(shù)設(shè)定選擇輸入熱電偶類(lèi)型，平時(shí)顯示溫度平均值，若操作者需要可以按動(dòng)面板上的按鍵查看任一路信號(hào)的溫度。四路信號(hào)是獨(dú)立的，有一路短路或斷線故障，不影響其它幾路信號(hào)的工作。儀表具有超限報(bào)警功能及熱電偶斷線提示功能。溫度平均值或溫度最高的一路信號(hào)的變送為4-20mA電流信號(hào)輸出。系統(tǒng)具有掉電保護(hù)功能，當(dāng)?shù)綦姇r(shí)，設(shè)定數(shù)據(jù)可以保存。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)有良好的人機(jī)界面，操作顯示面扳見(jiàn)圖3，在控制顯示面板上有兩排數(shù)碼管和四個(gè)按鍵，進(jìn)行系統(tǒng)工作的顯示和參數(shù)的修改。系統(tǒng)工作方式分為兩個(gè)狀態(tài)分別為編程和運(yùn)行。利用一號(hào)鍵K1（狀態(tài)切換鍵）可以在兩種狀態(tài)間切換。在編程狀態(tài)時(shí)，上一排數(shù)碼管顯示參數(shù)代號(hào)，下排數(shù)碼管分別顯示對(duì)應(yīng)參數(shù)。在這種狀態(tài)下，利用二號(hào)鍵K2（移位鍵）可以順序變換不同的參數(shù)代號(hào)及參數(shù)。利用三號(hào)鍵K3（加鍵）和四號(hào)鍵K4（減鍵）可以對(duì)參數(shù)進(jìn)行修改。

在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，上一排數(shù)碼管顯示各個(gè)信號(hào)回路順序號(hào)（1～～5），下排數(shù)碼管分別顯示對(duì)應(yīng)溫度。其中1～4路分別顯示四路回路號(hào)及其溫度，5路顯示四路中溫度平均值。這五路自動(dòng)循環(huán)顯示，利用四號(hào)鍵K4（定位鍵）可以使顯示內(nèi)容停在當(dāng)前回路上。在編程或運(yùn)行狀態(tài)下，無(wú)論何時(shí)按下K1，都可使?fàn)顟B(tài)變換到另一種狀態(tài)的初始階段。

電路設(shè)計(jì)中沒(méi)有擴(kuò)展總線及程序存儲(chǔ)器及I/O口,CPU的四個(gè)并行口全作為普通I/O口使用,CPU及外圍電路都是標(biāo)準(zhǔn)用法,在此重點(diǎn)介紹有設(shè)計(jì)特色的A/D及D/A電路和人機(jī)界面電路及電源電路。