德國PILZ皮爾茲網(wǎng)絡(luò)型智能溫度變送器
現(xiàn)場總線技術(shù)順應(yīng)了工業(yè)自動化系統(tǒng)智能化、網(wǎng)絡(luò)化的技術(shù)發(fā)展趨勢，近年來得到了迅速發(fā)展，現(xiàn)場總線相關(guān)產(chǎn)品以其完善的功能和優(yōu)良的性能在市場上已占據(jù)了重要的地位。

德國PILZ皮爾茲網(wǎng)絡(luò)型智能溫度變送器
國內(nèi)溫度變送器體積龐大、功耗高、性能單一等不足，結(jié)合國內(nèi)外風(fēng)速變送器的研究理論和實用測量系統(tǒng)，基于熱式風(fēng)速測量原理，采用多項式zui小二乘擬合算法及單片機處理電路，開發(fā)了一種基于NEC單片機的智能溫度測量系統(tǒng)。 傳統(tǒng)的溫度變送器被現(xiàn)場總線型溫度變送器所取代是必然趨勢，研究網(wǎng)絡(luò)型智能溫度變送器具有非常重要的意義。將PROFIBUS協(xié)議通信技術(shù)引入溫度變送器設(shè)計中，網(wǎng)絡(luò)型智能溫度變送器不僅具備傳統(tǒng)的溫度變送器將溫度變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標準化輸出信號，用于工業(yè)過程溫度參數(shù)的測量，還實現(xiàn)了PROFIBUS總線協(xié)議通信功能，能夠通過其自身的DP通信接口，作為一個DP從站接入PROFIBUS現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)與主站的交互，主站可以對現(xiàn)場的溫度變送器進行實時地遠程監(jiān)控、校正以及組態(tài)等，從而保證系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定的運行。在系統(tǒng)的設(shè)計方案選取上，與傳統(tǒng)的基于MCU的智能溫度變送器相關(guān)產(chǎn)品不同，采用了基于Nios II軟核處理器的SOPC技術(shù)，主要從總體設(shè)計構(gòu)架、硬件系統(tǒng)以及軟件系統(tǒng)三個方面對課題進行了詳細的論述。首先介紹了溫度變送器的組成與工作原理以及系統(tǒng)的開發(fā)流程，接著確定了系統(tǒng)的整體控制方案，其中包括了主控芯片F(xiàn)PGA的選取、SOPC技術(shù)的運用以及Nios II系統(tǒng)的構(gòu)建，同時對課題涉及的現(xiàn)場總線技術(shù)作了簡要的介紹，并zui終確定了整個網(wǎng)絡(luò)型智能溫度變送器的設(shè)計架構(gòu)。硬件系統(tǒng)方面，主要完成了包括溫度采集模塊、LCD顯示模塊、模擬量輸出模塊、通信模塊、存儲系統(tǒng)以及程序下載電路的設(shè)計。研制的智能溫度變送器，可以同時測量風(fēng)速和溫度并分時顯示測量值，具有多組風(fēng)速、溫度量程/單位可供選擇，能夠?qū)L(fēng)速、溫度測量值轉(zhuǎn)換為4-20mA電流和0-10V電壓，還能夠通過通信接口將測量數(shù)據(jù)上傳到PC機。儀器以NECuPD78F0513A單片機為核心處理器，傳感器探頭模塊、量程/單位設(shè)置模塊、外部EEPROM存儲模塊、LCD顯示模塊、4-20mA V/I轉(zhuǎn)換模塊和0-10V電壓轉(zhuǎn)換模塊分別完成風(fēng)速/溫度的數(shù)據(jù)采集和信號調(diào)理、量程/單位的設(shè)定、標定數(shù)據(jù)存儲、測量數(shù)據(jù)處理、顯示、傳輸以及轉(zhuǎn)換操作。軟件系統(tǒng)方面，主要完成了系統(tǒng)主程序、溫度采集子程序、LCD顯示子程序、通訊子程序以及設(shè)備描述程序的編寫與調(diào)試。

德國PILZ皮爾茲網(wǎng)絡(luò)型智能溫度變送器
通過搭建的實驗平臺對此網(wǎng)絡(luò)型智能溫度變送器進行了整體組態(tài)測試，溫度采集信息的分析表明滿足一定的精度要求，測試報文數(shù)據(jù)的分析可知實現(xiàn)了PROFIBUS-DP協(xié)議中包含從站狀態(tài)查詢、系統(tǒng)配置、故障診斷以及數(shù)據(jù)傳輸與交換等基本功能，從而驗證了DP型智能溫度變送器達到了預(yù)期的目標。