基于溫度測量處理變送器的設(shè)計

一、概述

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

二、系統(tǒng)硬件設(shè)計

1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖及人機界面

系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖見圖二。系統(tǒng)硬件部分主要由前端輸入電路,A/D及D/A電路,人機界面電路,CPU及外圍電路組成。系統(tǒng)達到的主要功能是充許四路信號輸入，用戶可以通過參數(shù)設(shè)定選擇輸入熱電偶類型，平時顯示溫度平均值，若操作者需要可以按動面板上的按鍵查看任一路信號的溫度。四路信號是獨立的，有一路短路或斷線故障，不影響其它幾路信號的工作。儀表具有超限報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的變送為4-20mA電流信號輸出。系統(tǒng)具有掉電保護功能，當?shù)綦姇r，設(shè)定數(shù)據(jù)可以保存。

系統(tǒng)設(shè)計有良好的人機界面，操作顯示面扳見圖3，在控制顯示面板上有兩排數(shù)碼管和四個按鍵，進行系統(tǒng)工作的顯示和參數(shù)的修改。系統(tǒng)工作方式分為兩個狀態(tài)分別為編程和運行。利用一號鍵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，上一排數(shù)碼管顯示參數(shù)代號，下排數(shù)碼管分別顯示對應(yīng)參數(shù)。在這種狀態(tài)下，利用二號鍵K2（移位鍵）可以順序變換不同的參數(shù)代號及參數(shù)。利用三號鍵K3（加鍵）和四號鍵K4（減鍵）可以對參數(shù)進行修改。

在運行狀態(tài)時，上一排數(shù)碼管顯示各個信號回路順序號（1～～5），下排數(shù)碼管分別顯示對應(yīng)溫度。其中1～4路分別顯示四路回路號及其溫度，5路顯示四路中溫度平均值。這五路自動循環(huán)顯示，利用四號鍵K4（定位鍵）可以使顯示內(nèi)容停在當前回路上。在編程或運行狀態(tài)下，無論何時按下K1，都可使狀態(tài)變換到另一種狀態(tài)的初始階段。

電路設(shè)計中沒有擴展總線及程序存儲器及I/O口,CPU的四個并行口全作為普通I/O口使用,CPU及外圍電路都是標準用法,在此重點介紹有設(shè)計特色的A/D及D/A電路和人機界面電路及電源電路。