热电偶温度检测装置从直流电位差计、数字电压表开始,到以单片机为核心的智能检测仪器阶段,均采用一对一连线,使用电流、电压等模拟量进行测量和控制。上世纪八十年代以来,计算机技术和网络技术的迅猛发展并与自动化技术的结合产生了现场总线技术。它的出现导致了传统控制系统结构的深刻变革。本论文将先进的总线技术与传统的热电偶检测装置相融合,提出基于现场总线方式的热电偶温度检测装置的设计新思想。 用于PLC系统的PROFIBUS-DP是市场占有率绝对领先的总线技术。现场总线技术在温度过程控制领域广泛的应用使得开发带PROFIBUS-DP通信接口的热电偶温度检测装置在我国有着较大的市场前景。 热电偶温度检测装置的设计思想是将微处理器与专用集成协议芯片移植入传统的热电偶温度检测设备中,使其具有数字计算和数字通信功能,成为控制网络中的一个节点。从站以Intel 89C52系列单片机为开发基础。PROFIBUS-DP通信由专用协议芯片SPC3实现,这也是目前开发DP智能从站最常用的方法。热电势信号的采集使用MAX6675专用K型热电偶温度采集芯片,提高温度测量的精度,减少了硬件配置的数量。装置的软件开发平台为Keil uVison2集成开发环境,并使用了西门子公司提供的SPC3开发软件包DPS2。 本论文在研究了PROFIBUS-DP现场总线的基本理论的基础上,通过对协议芯片SPC3的资源和通信协议的研究,剖析了SPC3的核心程序,探讨了装置组成的硬件和软件策略,给出了硬件软件系统设计框图,开发出带PROFIBUS-DP接口的热电偶温度检测装置。 热电偶温度检测装置在实验条件下已成功与SIMATIC S7-300系统设备互连。实验结果证明热电偶温度检测装置完全符合PROFIBUS-DP标准,论文提出的设计方案是可行的,装置可以取代西门子公司ET-200系列中的热电偶温度检测现场总线标准I/O。 随着总线协议的不断统一以及专用集成芯片的大量生产,从站还可设计为带PA接口设备,将控制任务下放到本征安全和非本征安全的工业现场环境中。当然还可以带有工业以太网接口或者Hub接口,体现“分散控制,集中监控”的现代工业控制思想,把控制功能彻底下放到现场,这将是我们下一步开发其它现场总线工业装置的方向。