基于現場總線的智能儀表溫度控制系統的設計

隨著現場總線技術的發展，傳統的模擬儀表逐步讓步于智能化數字儀表，并具備數字化通信功能。
依據現場總線智能儀表技術的發展，設計了基于現場總線的氧化鋯智能氧量分析儀，其溫度控制系統采用了專家PID控制原理，提高了加熱速度與準確性。
1 總線智能氧量分析儀結構
基于CAN總線的智能氧量分析儀以單片機C8051F040為中央控制器，系統擴展的外圍電路及接口電路數量少，系統的可靠性及穩定性較高，系統功能擴展及軟硬件升級比較方便。系統的硬件結構見圖1。外圍硬件電路主要包括六部分：系統校正、數據采集、溫度控制、日歷時鐘、帶觸摸屏的液晶顯示、CAN總線接口。

圖1 系統硬件結構

帶觸摸屏的液晶顯示器提供了一個強有力的人機接口，有關信號、可調參數都能在上面顯示和修改。本系統采用穩壓電源，具有電源電壓的適用范圍大、抗干擾能力強等優點。主機是一種以單片機為基礎的智能儀表，所有的運算、處理和控制都由軟件完成。氧電勢、溫度信號的輸人轉換和電流輸出的轉換采用模塊化元件。這些元件具有可靠性高、精度高的特點。由于使用的元件集成度較高，使整機結構簡單，可靠性提高，使用、維護和維修方便。氧電勢和溫度信號經各自的處理模塊轉換成0～5V信號，并由多路開關和A／I）轉換成數字量，單片機根據“能斯特”公式計算出氧量。系統設有PID溫度調節功能，并通過固態繼電器控制加熱爐。系統還設有組態開關，能使儀表工作在不同的方式下。