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、對外貿(mào)易以及人民生活各個領(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)用流量儀表進行計量。伴隨技術(shù)的進步，人們對流量計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)實意義。本文以一種新型的差壓式流量計－紡錘體流量計作為測量前端，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開始，選取相應(yīng)的傳感器設(shè)計測量電路，獲取差壓信號以及補償所需的絕壓和溫度信號。本文選用了P89C51RD2單片機作為控制核心，通過用單

2、片機普通IO口模擬SPI總線控制A/D轉(zhuǎn)換，進行信號的采集；差壓信號是整個測量系統(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償方法，并進行了溫度補償實驗和補償效果比較分析；采集進來的信號經(jīng)過軟件濾波和相應(yīng)的標(biāo)度變換后由質(zhì)量流量積算公式計算出最后流量值，流量計算過程中對介質(zhì)做了密度補償?shù)难芯?；通過按鍵控制使得流量測量的各個參數(shù)可以實時顯示在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)和上位機連接起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。通過Lon網(wǎng)絡(luò)，單片機將測量的參數(shù)實時傳送給PC機，以供上位機對數(shù)據(jù)進行集中處理和監(jiān)視。整個流量

3、測量系統(tǒng)在現(xiàn)場實驗室進行了流量系數(shù)標(biāo)定實驗。關(guān)鍵詞：流量測量，溫度補償，單片機，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