智能仪表实例

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智能仪表实例
• 四、仪表接线端子及应用接线（以收到的 仪表壳体所贴接线图为准）
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智能仪表实例
• 应用接线 ： （接线图 以收到仪表 所附带的为 准）
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智能仪表实例 • 五、工作原理描述
• 显示调节仪表的主要作用是把现场传感（变送）器 传递来的信号进行干扰滤除、放大、非线性校正等 处理后，以尽可能精确和直观的形式将信号还原至 温度、压力、流量、位移等物理值，供使用者及时 了解现场各种参量的当前值及变化过程。 • 同时根据需要，将现场信号值与设定值进行比较运 算等处理，输出相应的无源触点切换、电流、电压 或驱动脉冲等调节、控制信号给执行器。 • 为了能够对工业对象的参数进行自动控制（或报警 ），必须由中间继电器、可控硅、电磁阀等执行器 执行对负载的调控，使自传感器起的整个系统闭环 ，最终完成项目设计者所期待的、稳定优质的自动 化测量及控制使命。
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补充知识-串行通讯
补充内容
1. 串行传送的基本概念 2. 串行通信的数据格式
3. 串行通信接口标准
4. 串行通信接口的任务及组成
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Ⅰ、
串行通信接口
串行传送的基本概念
通信是指计算机与外界的信息交换 一、串行传送的特点 ：
1、串行传送是在一根传输线上一位一位地传送，这根线既作 数据线又作联络线，也就是说要在一根传输线上既传送数据 信息，又传送联络控制信息。 2、串行传送的第二个特点是它的数据格式有固定的要求，如何 来识别在一根线上，哪一部分是联络信号，哪一部分是数据信号。 为解决这个问题，就引出了串行通信的数据格式的约定：分异步 和同步数据格式，与此相应，就有异步通信和同步通信两种方式。 3、第三个特点是串行通信中对信号的逻辑定义与TIL不兼容， 因此，需要进行逻辑关系和逻辑电平转换。 4、第四个特点是串行传送信息的速率需要控制，要求双方 约定通信传输的波特率。
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2．发送/接收时钟
在发送数据时，发送器在发送时钟（下降沿）作用 下将发送移位寄存器的数据接位串行移位输出；在接收 数据时，接收器在接收时钟（上升沿）作用下对来自通 信线上串行数据，按位串行移入接收移位寄存器。可见， 发送／收按时钟是对数字波形的每一位进行移位操作， 因此，从这个意义上来讲，发送／接收时钟又可叫做移 位时钟脉冲。 接收器采用比波特率更高频率的时钟来提高定 位采样的分辨率能力和抗干扰能力。
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三、信号的调制和解调
计算机的通信是要求传送数字信号，而在进行远程数据通 信时，通信线路往往是借用现存的公用电话网，但是，电话网 是为300－3400Hz间的音频模拟信号设计的，这对二进制数据 的传输不适合。为此，在发送时需要将二进制信号调制成相应 的音频信号，以适合在电话网上传输。在接收时，需要对音频 信号进行解调还原成数字信号。
调制器（Modulator）：把数字信号转换为模拟信 号，送到通信链路上去。 解调器（De－ Modulator ）：再把从通信链路上 收到的模拟信号转换成数字信号。 调制解调器的类型比较多，有振幅键控（ASK）， 频移键控（FSK）和相移键控（PSK）。当波特率小 于300时，一般采用频移键控（FSK）调制方式，或 者称为两态调频。
接收端：在接收基本信息位的同时接收CRC校验位，CRC 校验器用接收的整个信息位除以同一个G（X），若余数 为零，则数据正确。
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五、波特率与发送／接收时钟 1、波特率
所谓波特率，是指单位时间内传送二进制数据的位 数，其单位是位/秒（b/s）o。它是衡量串行数据速度 快慢的重要指标。有时也用“位周期”来表示传输速率， 位周期是波特率的倒数。最常用的标准波特率是110、 300、600、1200、2400、4800、9600和19200b／S。 假如在异步串行通信中，传送一个字符，包括12 位（其中有1个起始位，8个数据位，1个偶校验位，2 个停止位），其传输速率是1200b／S，那么，每秒所 能传送的字符数是1200／（1＋8＋l＋2）＝100个
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循环冗余码（CRC）检错：
16位循环冗余校验码CRC（Cyclic Re－dundancy Code）
其生成多项式一般常用的有两种 CCITT多项式：
1、G（X）=X16＋X12＋X5＋l； 2、G（X）=X16＋X15＋X2＋l
其校验原理：
发送端：首先发送基本信息位，与此同时，CRC校验位 生成器用基本信息位除以G（X），一旦基本信息位发送 完，CRC校验位也就生成，并紧跟其后面再发送CRC校验 位。
当选择Factor= l个／位时 发／收时钟频率=（1200位／秒）（1个／位）＝1．2kHz
当选择Factor＝16个／位时 发／收时钟频率=（1200位／秒）（16个/位）＝19．2kHz
当选择Factor＝64个／位时 发／收时钟频率=（1200位／秒）（64个／位）＝76．8kHz
一般Factor取l、16 或64。对于异步通信，常取Factor=16；对 于同步通信，则取Factor＝1。
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• 智能仪表的选择-智能仪表的参数 • 传感器的选择 • 传感器的连接
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智能仪表实例 一、基本描述 1、配热电偶 （K、E、J、S、B 等信号输入）仪表 型号是：SG-808A8301 2、配热电阻 （Pt100、 C50)信 号输入，仪表型号 是：SG-808A-8302 2
高精度全输入智 能温控仪-三相 移相触
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• SG-808系列仪表中已经包含了20多种传感器的信 号，用户可以根据下面的表格来选择购买对应量 程的传感器，在所购买的仪表的菜单里自由设置 相应的传感器分度号，并配接到仪表上即可，无 需对仪表选型。
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• 三、适用的调控精度： • 1、设备要求在0～1600℃左右的量程范 围内获得2℃左右的调节精度。 • 2、设备要求在0～600℃左右的量程范围 内获得1℃左右的调节精度。 • 3、设备要求在0.0～100.0℃左右的量程 范围内获得0.2℃左右的调节精度。
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数据 接收时钟
起始位
1/0
1/0
8个
16个
16个
检测到起始位前沿
起始位中心
位采样
位采样
接收时钟16倍频于波特率
采样、检测过程如下：在停止位或空闲位的后面，接收 器利用每个接收时钟的上升沿对输入数据流进行采样， 通过检测是否有8个连续的低电平，来确定它是否为起 始位。如果不是8个连续低电平（即使8个采样值中有1 个非“0”），则认为这1位是干扰信号，把它删除。
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六、串行通信的基本方式 根据在串行通信中，对数据流的分界、定时及同步的 方法不同，串行通信可分为异步串行通信方式（ASYNCAsynchronous Ｄata Communication）和同步串行通信方 式（SYNC－ＳynchronousＤata Communication ）。
•异步串行通信的基本特点是：异步串行通信是以字符为信息 单位传送的。每个字符作为一个独立的信息单位（1帧数据）， 可以随机出现在数据流中，即发送端发出的每个字符在数据流 中出现的时间是任意的，接收端预先并不知道。 •这就是说，异步通信方式的“异步”主要体现在宇符与字符 之间通信没有严格的定时要求。然而，一旦传送开始，收／发 双方则以预先约定的传输速率，在时钟的作用下，传送这个字 符中的每一位，即要求位与位之间有严格而精确的定时，也就 是说，异步通信在传送同一个字符的每一位时，是同步的。所 以，所谓异步通信是指字符与字符之间的传送是异步的，而字 符内部位与位之间传送是同步的。
A站 发送器 接收器 图8.1
B站 接收器 发送器 全双工方式示意图
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2．半双工：若使用同一根传输线既作接收又作发送， 虽然数据可以在两个方向上传送，但通信双方不能 同时收发数据，这样的传送方式就是半双工（Half Duplex）制，如图 8．2所示。
A站 发送器 接收器 B站 发送器
接收器
图8．2 半双工方式示意图
• 传感器在工业控制上也叫做一次仪表，而把控制仪表叫做 二次仪表。不同的两种材料做成的热电偶产生的热电势也 不同，这就造成对应的温度和热电势不一样，所以就起了 个分度号，以示区别。
小常识：Pt100热电阻，即把 纯度为99.9%以上的金属铂制 成细线，经过其他工艺处理 后，绕在一个骨架上，使其 在环境温度为0℃时等于 100Ω，Pt就是金属铂的元素 符号，所以叫做Pt100了，同 理Pt1000环境温度为0℃时等 于1000Ω，Cu是铜的元素符 号，而Cu50就是铜电阻环境 温度为0℃时等于50Ω。 12
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• 仪表完整型号：SG-808T-83□□-□ 传感 器 量程 • 例：仪表完整型号为：SG-808A-8301-6 K 0～1300℃ • 配用K分度号热电偶，量程0～1300℃，无报 警的智能多功能表。
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• 二、基本参数：
• • • • • • • • • 1、仪表尺寸：96×96×100（底*高*深）单位：mm 2、安装开孔：92×92（底*高）单位：mm 3、基本误差：小于或等于输入满量程的0.5%±1个字---(量程可由用户根据需要自由设置） 4、冷端补偿：误差≤±2℃，温度系数≤0.05/℃ 5、分 辨 率：1℃或0.1℃ 6、采样周期：3次/set，按需可达到8次/set 7、手动控制：用户通过键盘修改输出量。 8、工作电源：AC85～260V（额定100～240V） 50Hz/60Hz 功耗：≤5VA 9、工作环境：环境温度0～50℃ ，相对湿度<85%，无 腐蚀性及无强电磁感应干扰场合。
从关系式（9．1）可以看出，在波特因子选定的情况下，可利 用改变发/收时钟频率来控制串行通信的波特率。 25
4．传输距离与传输速率的关系
串行接口或终端直接传送串行数据的最大距离 （当然，波形要不发生畸变）与传输速率及传输线 的电气特性有关，传输距离是随传输速率的增加而 减小。实际应用中，利用电话网对远距离传送，一 般都需使用通信设备调制解调器MODEM。
Fra Baidu bibliotek
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频移键控（FSK）的基本原理是把“0”和“ l”的 两种数字信号分别调制成不同频率的两个音频信 号：
数字信号 10 10 10 10 计算机 MODEM
模拟信号 1 0 1 0
数字信号
MODEM
CRT
图8.3 调制电话线
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四、信息的检错与纠错
检错：如何发现传输中的错误。
纠错：发现错误之后，如何消除错误，以反馈重发 方式纠错 在基本通信规程中一般采用奇偶校验或方阵码 检错，在高级通信控制规程中一般采用循环冗余码 （CRC- Cyclic Re－dundancy Code ）检错，以自 动纠错方法来纠错。 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 奇偶校 方阵码检错： 1 0 1 0 1 0 1 0 验位 二维的奇偶校验 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1
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二、串行数据传送方向
按照数据流的方向分成3种基本的传送方式：全双工、半 双工和单工。但单工目前已很少采用，下面仅介绍前两钟方式。 1．全双工：当数据的发送和接收分流，分别由两根不同的传 输线传送时，通信双方都能在同一时刻进行发送和接收操作， 这样的传送方式就是全双工（Full Duplex）制，如图 8．l所 示。
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• 五、工作原理描述
系统组成结构图 。
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智能仪表实例
• 为了能够对工业对象的参数进行自动控制（或报警），必 须由中间继电器、可控硅、电磁阀等执行器执行对负载的 调控，使自传感器起的整个系统闭环，最终完成项目设计 者所期待的、稳定优质的自动化测量及控制使命
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• 六、仪表操作
智能仪表实例
• 七.通讯
• 1.串行接口采用RS-232C兼容标准，数据传输速率为 2400BPS,串行接口各引脚信号定义如下,信号逻辑电平为EIA 电平,插头采用DB9接头: • 2 --- RXD， 3 --- TXD, 5 --- GND。 • 2.讯号形式： • 起始位 = 1； 数据位 = 8； 奇偶校验位 = 无 ； 停止位 = 1 • 编辑标准 = ASCⅡ码 • 波特率 = 2400bps • 3.仪表采用自动向外发送数据的方式，每秒钟发送一次数据 。每贞数据的格式为一个开始信号（16进制的02)-个符号位 ,5位数据和小数点, 最后1个结束字（16进制03)。例如：仪表 测量的最大值为MAX 123.4，则发送的数据为：
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3．波特因子 所谓波特因子（Factor）是发送l接收1位数据 （1个数据位）所需要的时钟脉冲个数，其单位是个 ／位。若传送1位数据需要16个时钟，则波特因子为 16个／位。
发／收时钟脉冲与波特率之间的关系，可用下式表示。
Fxc= Band Factor
例如：要求传输速率为 1200Baud。