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智能电磁流量计的结构硬件设计

来源:常州酷特仪器仪表有限公司    时间:2018-09-14
[导读]:

1、智能电磁流量计设计方案选择

在考虑到高端智能电磁流量计除满足流量结算、累积流量、空管检测等一般功能需要,还要有HART通信、WEB服务器等功能。

以及实现数字滤波算法的需要,所以本系统在电磁流量计转换器的核心结构上采用ARM+DSP方式,组成一个高性能的计算平台。并由于双处理器板间通信布线的限制以及通用性的要求,进而选择了可编程逻辑器件,来实现ARM与DSP的串行转并行通信。

采用ARM+DSP的结构可以完成多项并行任务和复杂算法这两方面高端电磁流量计核心处理能力的需求:在通信上,传统的一般选用通用的逻辑器件,这样功耗大,布线麻烦,抗干扰性差,可实现的组合逻辑或时序逻辑功能简单。

而采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)可以实现复杂的时序逻辑,和复在的脉冲声称功能,器件本身还具有在线调试功能,抗干扰性强的特点,所以在ARM和DSP两颗核心处理器上的通信上复杂可编程逻辑器件成为首选。

2、智能电磁流量计的结构硬件设计方案

通过对电磁流量计的方案选择,并综合国内外电磁流量计产品的智能化、集成化、网络化的发展趋势,硬件系统结构如图所示。

电磁流量计结构设计

电磁流量计的硬件子系统主要由双处理器模块、可编程逻辑器件模块、信号输入模块、励磁输出模块、信号输出模块、HART通讯协议接口模块、WEB服务器接口模块、显示模块、调试接口模块、电源模块等组成。

各模块的功能描述如下:

①、双处理器核心模块: 由ARM处理器、DSP处理器、Flash、SRAM、FRAM以及相关电路构成最小系统,同时软件系统的硬件平台。

②、可编程逻辑器件模块:利用复杂可编程逻辑器件(CPLD) 实现ARM与DSP的串行转并行通信,并产生4-20mA 电流输出脉冲、流量积算脉冲。

③、信号输入模块:将传感器输出的电极弱信号、参考信号以及反馈的励磁信号进行放大以及转化为数字量, 以便送人数字信号处理器(DSP)进行软件滤波处理。

④、励磁输出模块:通过DIA 转换器输出低幅值产生励磁信号,并通过功率放大输出给传感器,励磁信号方式由DSP 控制产生。

⑤、信号输出模块:由程序控制的4-20mA电流、流量积算脉冲输出,模拟输出电路得到简化。

⑥、HART接口模块:ARM的UARTI接口作为与HART输出板的接口,以便实现与控制系统的接口。

⑦、WEB服务器接口模块:由10M以太网控制芯片构成,以便软件上实现用户的远程在线修改仪表参数等功能。

⑧、显示模块:由51单片机、红外遥控接收器、OLEO显示屏和按键组成,方便用户操作、观察流量信息。用户可以通过按键或红外遥控器进行系统参数设定,并有OLEO显示屏显悉瞬时流量、累积流量,同时为了满足不同语种的要求,本系统还可以显示英文界面。

⑨、调试接口模块:由JTAG接口和ISP接口组成。

⑩、电源模块:为整个系统提供多种等级的稳定可靠的电源。

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客户使用与选型常见问题解答:

1、浓盐酸用什么流量计 ?

答: 对于浓盐酸等腐蚀性强的介质,应选用电磁流量计,衬里必须选择四氟,电极选用哈式电极,这些材质都有很好的耐腐蚀性


2、流量计精度等级为2.5级,是什么意思 ?

答:所谓的精度等级概念是:在实际测量所得的流量中允许最大误差的百分比。例如量程为10~200m³/h的流量计,其最大会产生的误差为(10~200)×(±2.5%)=(±0.25~5)m³/h

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