西安电子科技大学国家大学生创新性实验计划学期检查报告

项目名称 基于现场总线的系列化通用型数字变送器
申请单位 机电工程学院
项目负责人 任赫然
指导教师 白小平 高工
起止年限 2007年9月至2009年3月
批准经费 58000元
检查日期 年 月

(以下可根据需要另加页):
一,研究工作主要进展和结果
按照工业现场的标准和使用环境来设计变送器,决定对原来设计的原理图进行较大幅度的改动,充分考虑到工业现场的干扰性,以及防止各个通道出现互相干扰和影响.
通过在进一步积累知识和调查,发觉以前选用的MSP430抗干扰性较差,为此提供被选方案采用飞利浦系列抗干扰强的51单片机,或者用两个处理器来协作完成工作.
为加强产品的实用性,考虑在原有方案的基础上将一些常用的工业参数的测量(如热电偶,铂电阻等)功能块集中在变送器中,并考虑将通道增加至16路.
首先选择CAN总线接口和RS-485两种基本总线接口进行突破,待技术成熟进一步延伸至其它总线.
5. 通过参考相关资料资料,设计出了基于RS-485总线协议,用于工业现场的单通道PCB电路板,主要模块均使用光耦隔离,外壳符合工业自动化仪表的接线端子和架装结构.准备尽快制作出PCB来测试软件和抗干扰性.
6. 在通信协议上符合工业串行通信协议的标准,为此参阅了MODBUS通信协议相关资料,由于是英文版所以阅读起来比较费力,学习使用MODBUS POLL测试工具.(部分代码见附件)
7. 在测控专业实验室借了一套MSP430实验系统,根据成员分工由专人负责突破430的基本学习,然后再由其牵头,全组成员共同学习.
8.上位机软件放弃了原来使用VC++的想法,采用LABVIEW编写,其功能强大且易于使用,为此也开始学习G语言编程,
9.变送器的设计中取消了原来的LCD模块,由于上位机能监测各个测量节点的情况,出于实用性,节约成本和单片机性能的情况,目前的设计的原理图中并不包含有显示模块.
10.为了增强产品实用性,并考虑开发使用手持式操作器来实现输入类型选择,量程设定,超限设定等功能.
11.光耦有高速低速之分,只隔离数字器件,输入端的隔离使用电压,电流互感器,隔离采样线性光耦或者电压电流互感器,在实验板上预先测试电压电流互感器的性能及线性度.
12.单片机确定使用430F149,使用片内AD和看门狗电路.
13.电源也要采用隔离,使用5v/5v和5v/3.3v的电压隔离模块,
14.PCB设计方面,在产品的可靠性和稳定性设计上需要花大功夫,综合考虑布局布线,电源可靠性,电磁兼容,环境因素等方面的影响,这个工作任重道远.
15.考虑输入采用万能模块,可对各种输入信号进行变送这样就不仅仅局限于4-20mA的标准信号.
改进后的原理图见附件1
二,哪些研究内容作了必要调整和变动,说明原因
1.原来的原理图未考虑到工业现场的干扰,参考谢楷老师的电路图后作出了相应的改动,加入了隔离器件.
2.上位机编程放弃VC++,使用更适合仪器工业的LABVIEW.
3.通信协议方面按照工业用标准协议MODBUS编写,原来并无这个概念.
4.变送器中取消了LCD模块,在不影响实用性的前提下降低了产品成本.
5.加入手持仪表,用手持表作为显示终端并可实现设置参数功能.
三,哪些研究内容未按计划完成,原因何在;是否能如期结题,如果不能,计划何时结题
基本按照原计划进行,可以按要求如期结题.
四,经费使用情况和下阶段经费安排计划
经费预算作出了一定改动,进行了具体的细化工作,目前购置了一些基本元器件,下一阶段继续购买必备元器件和制作电路板.改动后的预算:
基本元器件(详见附件2): 10535元
印制电路板加工费: 2500元

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