在工业控制领域,显示仪表一直扮演着非常重要的角色。显示仪表为人们提供工业现场重要的生产信息,方便人们对生产流程进行有效的监视和控制,使生产能稳定有序地进行。根据石油化工生产的特殊性,本课题研究了一种专用的数据显示仪表,用于油田油罐中的液位和油厚数据的显示,不仅实现了对石油化工生产的有效监控,而且在降低生产成本、简化管理等方面效果显著。本文首先根据分段式液位测量系统的具体特征和国内外显示仪表发展概况,确定了数据显示仪表的总体功能要求和总体设计方案。然后,对本系统的各个功能模块的软、硬件设计逐一进行阐述、分析、论证。主要包括:电源和时钟模块、RS-485通信模块、按键和LED数码管显示模块、4-20mA调理及A/D转换模块、看门狗/低压检测模块和报警模块等。本文重点对基于RS-485总线的多点对多点的分布式通信网络进行了研究,通过一种退避算法和通信协议成功解决了可能出现的通信冲突。同时,本文还详细描述了显示仪表如何在较强电磁干扰环境下对4-20mA工业电流进行有效的调理和A/D转换,达到课题要求的测量精度。本数据显示仪表经过多次模拟实验测试、改进、优化,现已作为成品在工业现场实验运行,其性能稳定、操作方便、抗干扰能力强,得到了用户的一致好评,具有良好的应用价值和开发前景。