PAS500控制系統(tǒng)小信號輸入模塊的軟件研究和實現(xiàn).pdf

1、對于過程自動化控制系統(tǒng)來說，溫度測量的準確性、實時性和穩(wěn)定性直接或間接地影響整個系統(tǒng)的可靠性、有效性和安全性。PT100型、PT10型、Cu50型和Cu100型等熱電阻溫度傳感器以及K型、S型、B型、T型、J型和E型等熱電偶溫度傳感器是國內外常用的溫度傳感器。PAS500控制系統(tǒng)小信號輸入模塊是實現(xiàn)8路上述溫度傳感器溫度信號測量并將測量結果通過基于RS485總線的Modbus通信協(xié)議發(fā)送給外部請求設備的一種模擬量輸入模塊。本課題的任務是

2、基于自動化行業(yè)相關技術、標準和規(guī)范以及PAS500控制系統(tǒng)總體設計要求，重點研究模塊硬件平臺核心元件的特性、熱電阻和熱電偶溫度傳感器測溫原理以及Modbus通信協(xié)議等關鍵技術，實現(xiàn)該模塊的嵌入式軟件的設計與開發(fā)。
　　本文首先介紹模塊的技術背景和關鍵技術，然后以模塊設計流程為主線依次介紹了模塊的設計要求、總體設計方案、硬件設計方案、嵌入式軟件的設計、部分程序代碼實現(xiàn)以及模塊聯(lián)機測試和試驗情況。溫度測量和Modbus通信是模塊的主要

3、功能。本文對熱電阻和熱電偶溫度傳感器溫度測量原理以及基于串行鏈路的Modbus通信協(xié)議做了重點介紹，并詳細闡述了各種傳感器溫度信號采集、濾波和轉換的方法和流程以及Modbus通信接口協(xié)議的制定和實現(xiàn)。溫度轉換算法的設計是實現(xiàn)有效測溫的關鍵環(huán)節(jié)。本文基于熱電阻和熱電偶溫度傳感器測溫原理，參照《GB/T16839》和《JB/T8622》等相關標準和規(guī)范，充分考慮基于8位單片機硬件平臺的資源和性能，采用分段曲線擬合技術實現(xiàn)各種傳感器溫度轉換算

4、法和熱電偶冷端補償算法設計，并設計了分時輪詢實現(xiàn)8個通道溫度測量的方法和流程。此外，本文還對模塊的參數(shù)設置和工作狀態(tài)顯示等輔助功能的設計和實現(xiàn)做了必要的介紹。
　　經(jīng)公司內部聯(lián)機測試和機械工業(yè)第十八計量測試中心站型式試驗驗證，模塊各種功能正確實現(xiàn)，且達到溫度測量誤差不大于2‰、8通道測量周期不大于1秒、通信響應時間不大于2毫秒和連續(xù)通信100萬次無故障發(fā)生等設計要求。
　　該模塊的功能和性能滿足一般現(xiàn)場應用需求，目前已經(jīng)投入