基于lonworks總線的智能流量檢測儀表與系統(tǒng)的研究

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1、南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要流量計(jì)量廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防建設(shè)、科學(xué)研究、對(duì)外貿(mào)易以及人民生活各個(gè)領(lǐng)域中。與人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的自來水、煤氣、天然氣、油等都大量的應(yīng)用流量儀表進(jìn)行計(jì)量。伴隨技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)流量計(jì)量提出了更高的要求，而在全球自然資源供應(yīng)日趨緊張的今天，提高流量測量精度具有舉足輕重的現(xiàn)實(shí)意義。本文以一種新型的差壓式流量計(jì)－紡錘體流量計(jì)作為測量前端，結(jié)合嵌入式技術(shù)和LonWorks技術(shù)，共同構(gòu)成智能流量測量系統(tǒng)。文章從分析積算流量所需的信號(hào)開始，選取相應(yīng)的傳感器設(shè)計(jì)測量電路，獲取差壓信號(hào)以及補(bǔ)償所需的絕壓和溫度信號(hào)。本文選用了P89C51RD2單片機(jī)作為控制核心，通過用單

2、片機(jī)普通IO口模擬SPI總線控制A/D轉(zhuǎn)換，進(jìn)行信號(hào)的采集；差壓信號(hào)是整個(gè)測量系統(tǒng)的關(guān)鍵，它的精度直接影響最后的測量結(jié)果，所以研究了函數(shù)鏈神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、二次方程校正和曲線擬和三種溫度補(bǔ)償方法，并進(jìn)行了溫度補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)和補(bǔ)償效果比較分析；采集進(jìn)來的信號(hào)經(jīng)過軟件濾波和相應(yīng)的標(biāo)度變換后由質(zhì)量流量積算公式計(jì)算出最后流量值，流量計(jì)算過程中對(duì)介質(zhì)做了密度補(bǔ)償?shù)难芯浚煌ㄟ^按鍵控制使得流量測量的各個(gè)參數(shù)可以實(shí)時(shí)顯示在LCD不同畫面上。通信模塊中，lonWorks現(xiàn)場總線把流量測量系統(tǒng)和上位機(jī)連接起來，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。通過Lon網(wǎng)絡(luò)，單片機(jī)將測量的參數(shù)實(shí)時(shí)傳送給PC機(jī)，以供上位機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理和監(jiān)視。整個(gè)流量

3、測量系統(tǒng)在現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了流量系數(shù)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：流量測量，溫度補(bǔ)償，單片機(jī)，LonWorks，現(xiàn)場總線i基于LonWorks總線的智能流量檢測儀表與系統(tǒng)的研究ABSTRACTFlowmeasurementiswidelyappliedinagriculture,nationaldefence,scienceresearchandourlife.Inrecentyears,peoplehavepaidmuchmoreattentiontotheaccuracyofflowmeasurementastechnologyprogresses.Theintelligentflowtotalize

4、rsysteminthisdesigniscombinedwiththespindleflowmeter,theembeddedsystemtechniquesandLonworksbus.Duringtheperiodofmeasurement,thetransductioncircuitstransformthedifferentialpressures,theabsolutepressuresandthetemperaturereceivedbythesensorsintothevoltagesignals.TheMCUnamedP89C51RD2asthemaincontroller

5、transformsthevoltagesignalsintodigitalsignalsbycontrollingA/Dconvertor.Becausedifferentialpressuresdirectlyinfluencetheresultofflowmeasurement,threetemperaturecompensationsareresearchedinthispaper.Thetemperaturecompensationexperimentiscarriedout.Thecompensationresultsareanalyzedandcompared.TheMCUpr

6、ocessesthesedigitalsignalsandcumulatetheflowquantitiesaccordingtointerrelatedformula.Duringtheflowcalculating,densitycompensationisresearched.SevaralparametersaredisplayedinLCDbykey-presscontrolling.Inthecommunicationmodule,flowmeasurementsystemconnectswithPCbyLonworksbus.TheMCUcantransmittheparame

7、tertoPCreal-time.PCcanprocessandwatchthechangeoftheseparameters.Demarcateexperimentaboutflowcoefficientiscarriedoutinlaboratory.KeyWords:Flowmeasurement,temperaturecompensation,MCU,LonWorks,Fieldbusii基于LonW