一種基于ff總線通信協(xié)議的智能電磁流量計的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種基于FF總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，包括：用于總線信號輸入、輸出的FF總線模塊；用于對信號進行調(diào)制和解調(diào)，并提供總線供電的調(diào)制解調(diào)/總線供電模塊；用于根據(jù)FF協(xié)議對信號進行線性補償?shù)耐ㄐ趴刂颇K；用于控制智能電磁流量計，并從智能電磁流量計讀取數(shù)據(jù)的主控模塊；用于測量導電流體的流量的智能電磁流量計。本實用新型的通信控制模塊內(nèi)部集成有FF總線協(xié)議，通過主控模塊對智能電磁流量計傳送的信號根據(jù)FF協(xié)議進行線性補償，并將補償后的信號發(fā)送至存儲器進行存儲，通過FF總線協(xié)議實現(xiàn)信息的傳輸處理，提高了系統(tǒng)的可靠性；另外，解決了系統(tǒng)調(diào)試和維護診斷困難的問題。
【專利說明】
一種基于FF總線通信協(xié)議的智能電磁流量計
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及智能電磁流量計數(shù)據(jù)采集及傳輸領(lǐng)域，特別是涉及一種基于FF總線通信協(xié)議的智能電磁流量計。
【背景技術(shù)】
[0002]智能電磁流量計(Electromagnetic Flowmeters，簡稱EMF)是20世紀50?60年代隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的新型流量測量儀表。智能電磁流量計是應用電磁感應原理，根據(jù)導電流體通過外加磁場時感生的電動勢來測量導電流體流量的一種儀器。其工作原理是基于法拉第電磁感應定律，在電磁流量計中，測量管內(nèi)的導電介質(zhì)相當于法拉第試驗中的導電金屬桿，上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場，當有導電介質(zhì)流過時，則會產(chǎn)生感應電壓，管道內(nèi)部的兩個電極測量產(chǎn)生的感應電壓，測量管道通過不導電的內(nèi)襯(橡膠，特氟隆等)實現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。導電液體在磁場中作切割磁力線運動時，導體中產(chǎn)生感應電勢，其感應電勢E為:E = KBVD，其中，K為儀表常數(shù)，B為磁感應強度，V為測量管道截面內(nèi)的平均流速，D為測量管道截面的內(nèi)徑，測量流量時，導電性液體以速度V流過垂直于流動方向的磁場，導電性液體的流動感應出一個與平均流速成正比的電壓，其感應電壓信號通過二個或二個以上與液體直接接觸的電極檢出，并通過電纜送至轉(zhuǎn)換器通過智能化處理，然后IXD顯示或轉(zhuǎn)換成標準信號4?20mA和IkHz輸出。
[0003]智能電磁流量計被廣泛應用于各種工業(yè)自動化過程的控制環(huán)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)遠程控制，通過測量管道內(nèi)液體的流量、流速和一定時間內(nèi)通過管道液體的總量來實現(xiàn)。目前現(xiàn)有的智能電磁流量計通常采用的是模擬信號進行控制，采用模擬信號控制存在抗干擾能力較弱，傳輸誤差大，接線復雜、系統(tǒng)調(diào)試和維護診斷比較困難等問題。
[0004]因此，如何采用數(shù)字信號進行智能電磁流量計的控制已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題之一。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的在于提供一種基于FF總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中采用模擬信號進行智能電磁流量計的控制所帶來的抗干擾能力較弱，傳輸誤差大，接線復雜、系統(tǒng)調(diào)試和維護診斷比較困難等問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實用新型提供一種基于FF總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，所述基于FF總線通信協(xié)議的智能電磁流量計至少包括:
[0007]FF總線模塊，調(diào)制解調(diào)/總線供電模塊，通信控制模塊，主控模塊，以及智能電磁流量計；
[0008]所述FF總線模塊用于FF總線信號的輸入和輸出；
[0009]所述調(diào)制解調(diào)/總線供電模塊連接于所述FF總線模塊和所述通信控制模塊之間，用于對所述FF總線模塊和所述通信控制模塊之間傳輸?shù)男盘栠M行調(diào)制和解調(diào)，并為所述通信控制模塊及所述主控制模塊提供總線供電；
[0010]所述通信控制模塊連接于所述調(diào)制解調(diào)/總線供電模塊和所述主控模塊之間，用于根據(jù)FF總線協(xié)議對信號進行線性補償；
[0011 ]所述主控模塊連接于所述通信控制模塊和所述智能電磁流量計之間，用于根據(jù)所述通信控制模塊的輸出信號控制所述智能電磁流量計，并將從所述智能電磁流量計讀取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鐾ㄐ趴刂颇K；
[0012]所述智能電磁流量計與所述主控模塊連接，用于測量導電流體的流量。
[0013]優(yōu)選地，還包括連接于所述主控模塊和所述智能電磁流量計之間的串口通信模塊，用于通過光耦合隔離與所述智能電磁流量計進行串口通信。
[0014]優(yōu)選地，所述調(diào)制解調(diào)/總線供電模塊包括:連接于所述通信控制模塊輸出端的輸出變換電路;連接于所述輸出變換電路輸出端的總線供電/電流調(diào)制電路，所述總線供電/電流調(diào)制電路輸出的供電信號通過穩(wěn)壓電路提供總線供電，所述總線供電/電流調(diào)制電路輸出的電流調(diào)制信號輸出到所述FF總線模塊。
[0015]更優(yōu)選地，還包括連接于所述FF總線模塊和所述調(diào)制解調(diào)/總線供電模塊之間的電磁干擾保護模塊。
[0016]優(yōu)選地，所述主控模塊與所述通信控制模塊之間通過并行接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。
[0017]優(yōu)選地，還包括與所述主控模塊連接的存儲模塊，用于存儲所述智能電磁流量計的功能參數(shù)和測量數(shù)據(jù)。
[0018]更優(yōu)選地，所述存儲模塊為電可擦可編程只讀存儲器。
[0019]優(yōu)選地，還包括與所述智能電磁流量計相連的顯示屏，用于顯示所述智能電磁流量計內(nèi)的信息。
[0020]優(yōu)選地，所述通信控制模塊為FBC0409芯片。
[0021 ] 優(yōu)選地，所述主控模塊為AT91型處理器。
[0022 ] 優(yōu)選地，所述智能電磁流量計為:FlowMas ter系列。
[0023]如上所述，本實用新型的基于FF總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，具有以下有益效果:
[0024]本實用新型的基于FF總線通信協(xié)議的智能電磁流量計的通信控制模塊內(nèi)部集成有FF協(xié)議，并通過主控模塊對智能電磁流量計傳送的信號根據(jù)FF協(xié)議進行線性補償，并將補償后的信號發(fā)送至存儲器進行存儲，通過FF協(xié)議實現(xiàn)信息的傳輸處理，提高了系統(tǒng)的可靠性;另外，解決了系統(tǒng)調(diào)試和維護診斷困難的問題。
【附圖說明】
[0025]圖1顯示為本實用新型的基于FF總線通信協(xié)議的智能電磁流量計示意圖。
[0026]圖2顯示為本實用新型的調(diào)制解調(diào)/總線供電模塊原理示意圖。
[0027]元件標號說明
[0028]I基于FF總線通信協(xié)議的智能電磁流量計
[0029]11FF總線模塊
[0030]12電磁干擾保護模塊
[0031]13調(diào)制解調(diào)/總線供電模塊
[0032]131輸出變換電路
[0033]132總線供電/電流調(diào)制電路
[0034]133穩(wěn)壓電路
[0035]134總線接收電路
[0036]14通信控制模塊
[0037]15主控模塊
[0038]16存儲模塊
[0039]17串口通信模塊
[0040]18智能電磁流量計[0041 ]19顯示屏
【具體實施方式】
[0042]以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點與功效。本實用新型還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本實用新型的精神下進行各種修飾或改變。
[0043]請參閱圖1?圖2。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實用新型的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本實用新型中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復雜。
[0044]如圖1?圖2所示，本實用新型提供一種基于FF總線通信協(xié)議的智能電磁流量計I，包括:
[0045]FF總線模塊11，電磁干擾保護模塊12，調(diào)制解調(diào)/總線供電模塊13，通信控制模塊14，主控模塊15，存儲模塊16，串口通信模塊17，智能電磁流量計18，以及顯示屏19。
[0046]如圖1所示，所述FF總線模塊11用于FF總線信號的輸入和輸出。
[0047]具體地，F(xiàn)F總線(Foudat1n Field bus，基金會現(xiàn)場總線)由現(xiàn)場總線基金會開發(fā)，F(xiàn)F總線系統(tǒng)是為適應自動化系統(tǒng)、特別是過程自動化系統(tǒng)專門設(shè)計的，它可以工作在工廠生產(chǎn)的現(xiàn)場環(huán)境下，能適應本質(zhì)安全防爆的要求，還可以通過傳輸數(shù)據(jù)的總線為現(xiàn)場設(shè)備提供工作電源。相對一般廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)而言，F(xiàn)F總線作為工廠的底層網(wǎng)絡，是低速網(wǎng)段，其傳輸速率的典型值為31.25kbps、IMps和2.5Mps。在本實施例中，所述FF總線模塊11接收所述智能電磁流量計18的控制信號和功能信號，其中所述功能信號包括:抄表命令、讀取量程命令等信號。所述FF總線模塊11輸出從所述智能電磁流量計18讀取到的數(shù)據(jù)信號，其中所述數(shù)據(jù)信號包括:測量數(shù)據(jù)、量程數(shù)據(jù)等信號。所述控制信號、所述功能信號及所述數(shù)據(jù)信號均滿足FF總線協(xié)議。
[0048]如圖1所示，所述調(diào)制解調(diào)/總線供電模塊13連接于所述FF總線模塊11和所述通信控制模塊14之間，用于對所述FF總線模塊11和所述通信控制模塊14之間傳輸?shù)男盘栠M行調(diào)制和解調(diào)，并為所述通信控制模塊14及所述主控模塊15提供總線供電。
[0049]具體地，所述調(diào)制解調(diào)/總線供電模塊13包括:輸出變換電路131，總線供電/電流調(diào)制電路132，穩(wěn)壓電路133，以及總線接收電路134。所述輸出變換電路131連接于所述通信控制模塊14的輸出端，對所述通信控制模塊14輸出的邏輯控制信號進行轉(zhuǎn)換。所述總線供電/電流調(diào)制電路13 2連接于所述輸出變換電路131的輸出端，根據(jù)所述輸出變換電路131輸出的控制信號產(chǎn)生電壓信號，再通過所述穩(wěn)壓電路133為所述通信控制模塊14、所述主控模塊15及所述串口通信模塊17提供穩(wěn)定的總線供電電源;所述總線供電/電流調(diào)制電路132還將所述輸出變換電路131輸出的信號進行電流調(diào)制并輸出到所述FF總線模塊11。所述總線接收電路134接收所述FF總線模塊11輸出的FF總線信號，對其進行濾波整形后輸出到所述通信控制模塊14中。
[0050]如圖1所示，所述電磁干擾保護模塊12連接于所述FF總線模塊11和所述調(diào)制解調(diào)/總線供電模塊13之間，用于實現(xiàn)電磁干擾保護。
[0051]如圖1所示，所述通信控制模塊14連接于所述調(diào)制解調(diào)/總線供電模塊13和所述主控模塊15之間，用于根據(jù)FF總線協(xié)議對信號進行線性補償。
[0052]具體地，所述通信控制模塊14內(nèi)集成有FF總線協(xié)議，曼切斯特編碼/解碼器，并且具有極性自動校正功能，根據(jù)FF總線協(xié)議對信號進行線性補償，以此實現(xiàn)所述主控模塊15中的信號協(xié)議與FF總線協(xié)議的轉(zhuǎn)換。在本實施例中，所述通信控制模塊14為FBC0409芯片。
[0053]如圖1所示，所述主控模塊15連接于所述通信控制模塊14和所述智能電磁流量計18之間，用于根據(jù)所述通信控制模塊14的輸出信號控制所述智能電磁流量計18，并將從所述智能電磁流量計18讀取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鐾ㄐ趴刂颇K14。
[0054]具體地，所述主控模塊15根據(jù)所述通信控制模塊14的輸出信號產(chǎn)生所述智能電磁流量計18的控制信號或功能參數(shù)，負責現(xiàn)場總線的通信、控制、診斷及維護功能，同時接收所述智能電磁流量計18傳輸來的數(shù)據(jù)并結(jié)合標定算法計算出各種參數(shù)值。在本實施例中，所述主控模塊15為AT91型處理器，更優(yōu)選地，所述主控模塊15為AT91SAM7SE512U處理器。任意能實現(xiàn)智能電磁流量計控制的信號處理模塊均適用于本實用新型的主控模塊15，不以本實施例的具體芯片信號為限。在本實施例中，所述主控模塊15與所述通信控制模塊14之間通過并行接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。
[0055 ]如圖1所示，所述智能電磁流量計18與所述主控模塊15連接，用于測量導電流體的流量。
[0056]具體地，所述智能電磁流量計18根據(jù)所述主控模塊15輸出的信號完成數(shù)據(jù)測量，并將測量數(shù)據(jù)傳輸回所述主控模塊I 5。在本實施例中，所述智能電磁流量計I 8為:FlowMaster 系列。
[0057]如圖1所示，所述串口通信模塊17連接于所述主控模塊15和所述智能電磁流量計18之間，用于通過光耦合隔離與所述智能電磁流量計18進行串口通信。
[0058]具體地，光耦合隔離可通過ACPL-M50L芯片實現(xiàn)。
[0059]如圖1所示，所述存儲模塊16連接于所述主控模塊15，用于存儲所述智能電磁流量計18的功能參數(shù)和測量數(shù)據(jù)。
[0060]具體地，所述存儲模塊16包括但不限于電可擦可編程只讀存儲器，在本實施例中，采用24AA256芯片實現(xiàn)。
[0061]如圖1所示，所述顯示屏19與所述智能電磁流量計18相連，用于顯示所述智能電磁流量計18內(nèi)的信息，以此實現(xiàn)監(jiān)控。
[0062]如上所述，本實用新型的基于FF總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，具有以下有益效果:
[0063]本實用新型的基于FF總線通信協(xié)議的智能電磁流量計的通信控制模塊內(nèi)部集成有FF總線協(xié)議，并通過主控模塊對智能電磁流量計傳送的信號根據(jù)FF總線協(xié)議進行線性補償，并將補償后的信號發(fā)送至存儲器進行存儲，通過FF總線協(xié)議實現(xiàn)信息的傳輸處理，提高了系統(tǒng)的可靠性;另外，解決了系統(tǒng)調(diào)試和維護診斷困難的問題。
[0064]綜上所述，本實用新型提供一種基于FF總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，包括:用于FF總線信號的輸入和輸出的FF總線模塊;連接于所述FF總線模塊和所述通信控制模塊之間，用于對所述FF總線模塊和所述通信控制模塊之間傳輸?shù)男盘栠M行調(diào)制和解調(diào)，并為所述通信控制模塊及所述主控制模塊提供總線供電的調(diào)制解調(diào)/總線供電模塊;連接于所述調(diào)制解調(diào)/總線供電模塊和所述主控模塊之間，用于根據(jù)FF總線協(xié)議對信號進行線性補償?shù)耐ㄐ趴刂颇K;連接于所述通信控制模塊和所述智能電磁流量計之間，用于根據(jù)所述通信控制模塊的輸出信號控制所述智能電磁流量計，并將從所述智能電磁流量計讀取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鐾ㄐ趴刂颇K的主控模塊;與所述主控模塊連接，用于測量導電流體的流量的智能電磁流量計。本實用新型的基于FF總線通信協(xié)議的智能電磁流量計的通信控制模塊內(nèi)部集成有FF總線協(xié)議，并通過主控模塊對智能電磁流量計傳送的信號根據(jù)FF總線協(xié)議進行線性補償，并將補償后的信號發(fā)送至存儲器進行存儲，通過FF總線協(xié)議實現(xiàn)信息的傳輸處理，提高了系統(tǒng)的可靠性;另外，解決了系統(tǒng)調(diào)試和維護診斷困難的問題。所以，本實用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0065]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項】
1.一種基于FF總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，其特征在于，所述基于FF總線通信協(xié)議的智能電磁流量計至少包括: FF總線模塊，調(diào)制解調(diào)/總線供電模塊，通信控制模塊，主控模塊，以及智能電磁流量計； 所述FF總線模塊用于FF總線信號的輸入和輸出； 所述調(diào)制解調(diào)/總線供電模塊連接于所述FF總線模塊和所述通信控制模塊之間，用于對所述FF總線模塊和所述通信控制模塊之間傳輸?shù)男盘栠M行調(diào)制和解調(diào)，并為所述通信控制模塊及所述主控制模塊提供總線供電； 所述通信控制模塊連接于所述調(diào)制解調(diào)/總線供電模塊和所述主控模塊之間，用于根據(jù)FF總線協(xié)議對信號進行線性補償； 所述主控模塊連接于所述通信控制模塊和所述智能電磁流量計之間，用于根據(jù)所述通信控制模塊的輸出信號控制所述智能電磁流量計，并將從所述智能電磁流量計讀取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鐾ㄐ趴刂颇K，所述主控模塊為AT91型處理器； 所述智能電磁流量計與所述主控模塊連接，用于測量導電流體的流量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FF總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，其特征在于:還包括連接于所述主控模塊和所述智能電磁流量計之間的串口通信模塊，用于通過光耦合隔離與所述智能電磁流量計進行串口通信。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FF總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，其特征在于:所述調(diào)制解調(diào)/總線供電模塊包括:連接于所述通信控制模塊輸出端的輸出變換電路;連接于所述輸出變換電路輸出端的總線供電/電流調(diào)制電路，所述總線供電/電流調(diào)制電路輸出的供電信號通過穩(wěn)壓電路提供總線供電，所述總線供電/電流調(diào)制電路輸出的電流調(diào)制信號輸出到所述FF總線模塊；以及連接于所述FF總線模塊輸出端的總線接收電路，將總線信號輸出到所述通信控制模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的基于FF總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，其特征在于:還包括連接于所述FF總線模塊和所述調(diào)制解調(diào)/總線供電模塊之間的電磁干擾保護模塊。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FF總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，其特征在于:所述主控模塊與所述通信控制模塊之間通過并行接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FF總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，其特征在于:還包括與所述主控模塊連接的存儲模塊，用于存儲所述智能電磁流量計的功能參數(shù)和測量數(shù)據(jù)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于FF總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，其特征在于:所述存儲模塊為電可擦可編程只讀存儲器。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FF總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，其特征在于:還包括與所述智能電磁流量計相連的顯示屏，用于顯示所述智能電磁流量計內(nèi)的信息。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FF總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，其特征在于:所述通信控制模塊為FBC0409芯片。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FF總線通信協(xié)議的智能電磁流量計，其特征在于:所述智能電磁流量計為:FlowMaster系列。
【文檔編號】G01F1/58GK205642476SQ201520999756
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年12月4日
【發(fā)明人】李軼
【申請人】重慶川儀自動化股份有限公司