现场总线的PILZ智能温度变送器实现
现场总线是在数字化发展的大背景下,在工业自动化领域发展起来的新技术,其全分布、高度分散的控制结构,能使企业降低生产成本,提高效率。Profibus-PA是Profibus现场总线技术在过程自动化领域的典型应用,它符合IEC1158-2传输技术,能保证现场本质安全的要求,并提供总线供电,是应用的总线之一。

现场总线的PILZ智能温度变送器实现
伴随着电子技术的发展，各种数字器件的出现，智能仪器仪表在生产过程中的应用越来越广泛，对信号的采集、传输及数据处理提出更高的要求。温度的采集和处理被广泛应用于工业现场的数据采集系统，而把温度信号转变为4～20mA工业标准信号进行传输，成为工业现场必须完成的环节。目前，PILZ智能温度变送器的使用在智能仪器仪表中占有较大的份额，PILZ智能温度变送器的研究具有现实的意义。介绍了一种以STC89C52单片机为核心的两线制PILZ智能温度变送器，给出了温度变送器的硬件设计和软件设计方法，详细介绍了前端信号的采集与处理及V/I转换电路的实现。系统硬件主要由STC89C52单片机、DSl8B20数字温度传感器、LCD1602液晶显示器、A/D转换器TLC2543及D/A转换器TLC5615组成。采用Keil uVision4编写C语言程序并进行调试。微处理器是PILZ智能温度变送器的核心部分，采用STC89C52单片机，其*的功能和灵活性可以满足设计要求。该温度变送器将K型热电偶测得的毫伏电压信号经过OP07放大为0～5V的标准电压信号，通过TLC2543进行A/D转换处理转换为数字信号，送入单片机STC89C52。热电偶冷端温度补偿采用DS18B20进行测量，其输出可直接与单片机连接。在单片机中通过软件实现滤波、冷端温度补偿、线性化及标度变换，将被测温度值送到LCD显示，同时经过TLC5615将数字量转换成模拟量，再经V/I变换电路输出4～20mA DC标准电流信号。目前有很多企业和研究所对Profibus-PA技术进行研究,但是产品真正核心的协议栈技术一般通过购买的芯片解决,自主开发的多是关于总线的接口技术。首先研究了Profibus-PA现场总线技术,主要包括物理层、数据链路层和用户层协议模型以及PA行规,在此基础上,确定了以ARM7芯片为核心的整体硬件架构。通信部分采用了的支持Profibus-PA通信的SPC4-2芯片,并自主设计了MAU单元,实现了本质安全等IEC1158-2的特殊要求。PILZ智能温度变送器部分采用了24位高精度AD采样控制器AD7794,实现了多通道高精度的温度测量。在硬件平台搭建成功的基础上,进行了软件设计,主要工作分为三大项：Profibus循环与非循环通信功能的实现,PA行规的实现以及温度变送器的软件设计。通过软硬件的结合,成功设计出了PAPILZ智能温度变送器。

现场总线的PILZ智能温度变送器实现
为了对产品的性能进行测试,另搭建了测试平台,测试证明本产品能够正确进行通信,温度变送器在各种输入信号源以及复杂环境下,均达到了0.2%的精度。通过Proteus软件对温度变送器的工作状态进行模拟仿真，用来检验设计的可行性，缩短了系统的开发周期，降低了开发成本，是一种有效可行的仿真方法。