基于现场总线的智能电磁流量计转换器的实现

今天给大家浅析一下基于现场总线的智能电磁流量计转换器的实现，供大家参考，希望对大家的工作和学习有所帮助。

随着工业的发展，电磁流量计由于其无污染的特性已经成为一种在国内市场广泛使用的流量计。

1.电磁流量计的工作原理和组成
电磁流量计根据法拉第电磁感应定律工作。导电液体在磁场中流动，切断力线并产生感应电势。表达式是：
其中E = KBLv，B为磁感应强度； L是电极之间的距离； V是在磁场中移动的被测流动体的平均速度； K是比例常数。
电磁流量计主要由三部分组成：变送器（也称为主要设备，检测器或传感器），转换器（也称为辅助设备或转换器）和流量显示仪表。变送器将被测液体的流量转换为相应的感应电势。转换器的功能是将与电磁流量变送器输出的流量成比例的毫伏电压信号放大并将其转换为可由工业仪器接收的标准DC电流，电压或脉冲信号输出，以便可与仪表和调节器配合，实现流量指示，记录和操作。
本文主要讨论如何实现电磁流量计转换器的智能化以及转换器与HART通信协议之间的接口。传统电磁流量计一旦启动，就可以自动进行连续测量，但外界无法控制其运行，只能按照生产中指定的运行方式运行，因此功能比较单一，操作简单相对刚性，不能满足现代柔性实时测量的要求。就是所谓的智能电磁流量计，流量计启动后，可以按照模型所规定的程序进行测量，并且在操作过程中，可以接受意向外，随时根据命令来进行进行相应的外部调整，因此智能电磁流量计功能齐全，并且可以由人控制，运行相当灵活。例如，当电磁流量计的励磁频率用30 Hz测量时，测量人员根据交通的实际情况，要将励磁频率更改为60 Hz，他可以根据产品规格，将电磁流量计按一下按钮，这样认为仪器会根据他的意图进行更改，而传统的流量计则无法做到这一点。当然，这种智能实现是建立在SCM系统上的。所谓的HART协议的目的是在智能的基础上统一各种类型的仪器。同一条指令可以控制各种仪器，从而使仪器可以相互连接并协调其工作。

2.智能电磁流量计的主要功能和设计思路
在本项目中，智能电磁流量计转换器的主要功能如下：
（1）A / D采样，每1 / 12s采样；
（2）D / A转换，输出4〜20 mA电流；
（3）产生电磁流量计需要两个相位相反且频率相同的方波激励信号，并且要求频率为30 Hz和60 Hz。
（4）产生一个高电平的20 ms脉冲采样信号，该信号接近于两通道激励方波信号的下降沿。
⑤液晶显示器，显示流量结果，检测状态（空/满管状态，正/负流量），设置参数和自诊断结果等；
键盘管理，设置3个按键，进行键盘动作处理；
⑦脉冲输出，将流量结果转换为0〜1000 Hz范围内的脉冲信号输出；
with兼容HART协议，可响应手持通讯器发出的命令；
⑨流量状态检测/输出，检测管道是空的还是满的，流向是正向还是反向，并输出相应的开关量等。

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