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          基金會(huì)現(xiàn)場總線壓力測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

          作者: 時(shí)間:2012-08-17 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
          1、引言

            基金會(huì)現(xiàn)場總線(FF)系統(tǒng)是把具備能力,同時(shí)具有控制、測量等功能的現(xiàn)場設(shè)備作為節(jié)點(diǎn),通過總線把它們互聯(lián)為網(wǎng)絡(luò)。通過各節(jié)點(diǎn)儀器儀表間的操作參數(shù)與數(shù)據(jù)調(diào)用,實(shí)現(xiàn)信息共享和系統(tǒng)的各項(xiàng)自動(dòng)化功能,形成網(wǎng)絡(luò)集成自動(dòng)化系統(tǒng)。作為控制現(xiàn)場的最底層網(wǎng)絡(luò)可以通過符合協(xié)議的通訊接口卡將其與工廠管理層的網(wǎng)絡(luò)掛接,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的運(yùn)行和控制信息與控制室、辦公室的管理指揮信息的溝通和一體化,構(gòu)成一套完整的工業(yè)控制信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

          2、FF壓力測量系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

            本文設(shè)計(jì)的是一套完整的FF壓力測量系統(tǒng)。它不僅設(shè)計(jì)了符合FF協(xié)議的智能壓力變送器,而且設(shè)計(jì)了用來實(shí)現(xiàn)智能壓力變送器與上位機(jī)通訊的FF總線PC接口卡,由系統(tǒng)中的FF總線連接,形成了一套完整的FF總線壓力測量系統(tǒng)。具體的系統(tǒng)框圖如圖1所示:

            本系統(tǒng)的工作原理如下:FF總線智能壓力變送器將測得的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化為符合基金會(huì)現(xiàn)場總線數(shù)字信號(hào)傳送到FF總線上,通過FF總線信號(hào)被FF總線PC接口卡接收,F(xiàn)F總線PC接口卡將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)化為符合PC_ISA總線的信號(hào),然后通過PC_ISA總線傳送到

            上位PC機(jī);相對(duì)應(yīng),上位PC機(jī)的控制信號(hào)則是通過對(duì)稱的方式傳送到FF智能壓力變送器來實(shí)現(xiàn)對(duì)變送器的操作。

          3、FF總線智能壓力變送器的設(shè)計(jì)

            FF總線智能壓力變送器主要由傳感器與輸入電路、接口和媒體訪問單元三部分構(gòu)成,其中的通信接口的設(shè)計(jì)是重點(diǎn)方面。本部分設(shè)計(jì)采用美國德州儀器公司(TI)的集成多路24位A/D轉(zhuǎn)換器的微處理器和SMAR公司的基金會(huì)現(xiàn)場總線通信控制芯片來研制FF智能壓力變送器,完成對(duì)液體或氣體壓力參數(shù)的高精度數(shù)據(jù)采集、處理,并通過FF總線進(jìn)行可靠的全數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信。

            本部分的具體構(gòu)成及連接方式如圖2所示。下面簡單介紹一下這部分的工作原理,首先壓力傳感器在恒流源的驅(qū)動(dòng)下采集壓力信號(hào)并將采集到的mv信號(hào)通過由模擬輸入通道AIN0和AIN1組成的差分輸入通道傳送給微處理器進(jìn)行處理,經(jīng)過處理之后的信號(hào)再通過和MAU進(jìn)行與總線通信。通信接口設(shè)計(jì)是本部分的重點(diǎn)和難點(diǎn)所在,具體的設(shè)計(jì)方法如下:由于的接口設(shè)計(jì)上已經(jīng)充分考慮了與Intel系列CPU接口問題,因此MSC1210的數(shù)據(jù)地址總線可以直接與FB3050的數(shù)據(jù)地址總線相連接,但必須輸出一個(gè)高電平信號(hào)到PI_MODE,表示選用的是Intel系列CPU。MSC1210具有數(shù)據(jù)/地址復(fù)用端口P0,同時(shí)FB3050也支持?jǐn)?shù)據(jù)/地址復(fù)用,所以無需外接地址鎖存器電路。具體的連接方法是:MSC1210的P0.0~P0.7與FB3050的8位CPU數(shù)據(jù)總線PB_CDATA[0:7]對(duì)應(yīng)相連接,同時(shí)輸出一個(gè)高電平給FB3050的PI_MUXON表示使用的是地址/數(shù)據(jù)復(fù)合總線,并且將MSC1210的地址鎖存信號(hào)輸出腳ALE與FB3050的地址鎖存信號(hào)輸入腳PI_CAS相連接。MSC1210地址總線的高8位輸出P2端口與FB3050的16位CPU地址總線PI_ADDR的15~8腳對(duì)應(yīng)相連。由于使用了地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線,因此FB3050的16位CPU總線的7~0腳需要與地相連接。FB3050的中斷輸出、MSC1210的外部中斷輸入均為低電平有效,所以直接相連即可完成中斷請求的要求。MSC1210的時(shí)鐘輸出信號(hào)直接可以作為FB3050的系統(tǒng)時(shí)鐘輸入。具體的連接如圖2所示,這樣MSC1210與FB3050之間的數(shù)據(jù)和控制信息的通信就得到了解決,也就完成了通信接口的設(shè)計(jì)。


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