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本文根据PROFIBUS-DP现场总线技术规范,包括系统组成、协议结构、数据存取机制、文本格式等,提出一种数据采集器的设计方案。有两个技术要点不同于目前国内常见的数据采集器:其一,适应目前国内常用的DDZ-Ⅲ型变送器输出信号,在接口上遵守DDZ-Ⅲ型电动单元组合仪表现场与控制室之间两线制联络信号规范,不仅通过两线接收变送器输出的4~20mA电流信号,而且向变送器提供供电电源;其二,将一台数据采集器和若干台DDZ-Ⅲ型变送器“捆绑”在一起,通过DDZ-Ⅲ型变送器接入PROFIBUS-DP现场总线,作为该现场总线的底层节点设备。可以低成本地将国内老工业企业落后的电动单元仪表系统升级为先进的现场总线系统。
本文详述该数据采集系统硬件设计。包括DDZ-Ⅲ型变送器信号采集电路与馈电电路、多路信号选通电路、A/D转换电路、PROFIBUS-DP总线接口电路、供电电源电路、硬件抗干扰电路。采用DC-DC电源变换向现场变送器供电。
其次是介绍其软件设计。通过编程实现PROFIBUS-DP的通讯协议。给出部分程序代码,以及部分电路的驱动程序。
通过样机检测,证实软硬件设计和安装调试的可靠性。实测数据表明各项技术指标:采集精度,通讯速度,通讯距离,符合低速通讯的现场总线系统要求。