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行業(yè)資訊
XMB7000系列智能儀表的原理分析
本文主要介紹了7000系列智能雙回路溫度控制儀表的硬件原理和軟件實(shí)現(xiàn)方法。單片機(jī)采用了NXP的P89V51RD2。儀表可接收各種分度號(hào)輸入，并帶有變送輸出和繼電器報(bào)警。
XMB7000系列儀表適用于溫度、壓力、液位、流量等工業(yè)過(guò)程參數(shù)的測(cè)量、顯示、控制，并將過(guò)程參數(shù)變送輸出給后級(jí)儀表、積算儀、記錄儀或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它擁有雙回路輸入，可接收各類測(cè)量信號(hào)，雙屏顯示，帶有報(bào)警控制，變送輸出，并具有通信功能。
本文分析了該系列儀表的硬件原理和軟件控制方法。
1 硬件結(jié)構(gòu)
1.1 電源
電壓輸入采用sr250-080自恢復(fù)保險(xiǎn)提供過(guò)流保護(hù)，10D471K壓敏電阻提供過(guò)壓保護(hù)。經(jīng)過(guò)LC濾波電路和1N4007整流后進(jìn)入變壓器的初級(jí)線圈。變壓器初級(jí)采用瞬態(tài)電壓抑制二極管p6ke200和超快恢復(fù)二極管byv26c 進(jìn)行鉗位，次級(jí)提供2組24V電壓輸出和正負(fù)5伏的電壓輸出。其中一路24V輸出為輸出電路供電，并經(jīng)過(guò)7805為通信電路提供+5V電壓；另一路輸出為24V饋電輸出。+5V電壓為單片機(jī)和其他芯片供電，正負(fù)5V為AD采集芯片ICL7135供電。開(kāi)關(guān)電源采用25W的TOP222Y集成離線式開(kāi)關(guān)IC。7805前級(jí)的+8V經(jīng)過(guò)兩個(gè)1N4007降壓后輸出+6.5V用于繼電器。如圖1-1。
1.2 數(shù)據(jù)采集
數(shù)據(jù)采集共有兩路，均為萬(wàn)能分度號(hào)輸入。該電路采用兩個(gè)4051選擇采集通路。熱電偶信號(hào)輸入后經(jīng)過(guò)弱上拉電阻和RC濾波后給運(yùn)放LF353進(jìn)行放大。熱電阻信號(hào)輸入后與10K電阻接成電橋，輸出電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)RC低通濾波給運(yùn)放LF353。由于輸入電阻在100-300Ω左右，R9和R10取150Ω，電橋比例臂K=1，另兩個(gè)橋臂選擇10K以保證較高的精度，同時(shí)為后級(jí)提供合適的采樣電壓。電流和電壓信號(hào)輸入后由250K電阻和3K電阻分壓，然后經(jīng)過(guò)RC低通濾波進(jìn)入LF353進(jìn)行放大。利用三極管9013的溫度特性可以反映出室溫。
ICL7135是4位半的雙積分式模數(shù)轉(zhuǎn)換器。它的參考電壓選擇為1V，該參考電壓先由可編程精美參考電壓芯片TL431將+5V轉(zhuǎn)為+2.5V，然后由3.6K和2.4K電阻分壓得到。脈沖輸入是由單片機(jī)ALE引腳輸出1/6系統(tǒng)時(shí)鐘(1/6*12MHz=2MHz)，再經(jīng)過(guò)74LS393四分頻獲得，如圖1-2。
經(jīng)過(guò)測(cè)試和用戶反饋信息，儀表在各種工業(yè)場(chǎng)合下均能正常穩(wěn)定工作。
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