温度压力补偿一体化涡街流量计的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了温度压力补偿一体化涡街流量计，包括下位机和上位机，下位机包括微机控制器、电源功能单元、通讯电路、多路数据采集单元、LED显示单元；微机控制器分别与电源功能单元、通讯电路、多路数据采集单元、LED显示单元连接；上位机包括RS-232/RS-485转换模块或RS-232插卡；通讯电路通过RS-232/RS-485转换模块或RS-232插卡与上位机的RS232接口连接。其中，微机控制器包括MC9S0芯片。本实用新型实现了上位机和下位机之间基于MODBUS协议的RS-485总线的通讯，从而实现多点的温度、压力、流量等数据监测。
【专利说明】温度压力补偿一体化涡街流量计
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于嵌入MODBUS协议的温度压力补偿一体化涡街流量计。【背景技术】
[0002]企事业单位能源计量数据管理随着计算机信息技术的发展和企事业单位局域网络的建立有了新的发展趋势:就是利用微机作为中间通信节点，往下与多台流量计进行局域网或总线结构通讯、往上接入internet与广域网链接。
[0003]目前，温度、压力补偿一体化涡街流量计提供了瞬时流量、累积流量、工况流量、压力、温度、频率等信息，以往这些数据的读取都是通过人工在现场抄表然后记录，这样即费工时，也容易出错。
【发明内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于嵌入MODBUS协议的温度压力补偿一体化涡街流量计。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:温度压力补偿一体化涡街流量计，包括下位机和上位机，下位机包括微机控制器、电源功能单元、通讯电路、多路数据采集单元、LED显示单元；微机控制器分别与电源功能单元、通讯电路、多路数据采集单元、LED显示单元连接；上位机包括RS-232/RS-485转换模块或RS-232插卡；通讯电路通过RS-232/RS-485转换模块或RS-232插卡与上位机的RS232接口连接。
[0006]作为优选，微机控制器包括MC9S0芯片。
[0007]本实用新型的有益效果是:
[0008]实现了上位机和下位机之间基于MODBUS协议的RS-485总线的通讯，并且能够在上位机VB界面和下位机LED数值显示，实时显示数据误的差不超过0.5%，并将这些实时的数据在数据库中保存。从而实现多点的温度、压力、流量等数据监测，对降低生产运行成本具有重要的现实意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0010]图1是本实用新型温度压力补偿一体化涡街流量计实施例的系统框图。
[0011]图2是本实用新型温度压力补偿一体化涡街流量计实施例的下位机硬件框图。
[0012]图3是本实用新型温度压力补偿一体化涡街流量计实施例的MC9S0芯片通讯电路图。
【具体实施方式】
[0013]1.系统总体方案
[0014]如图1所示，温度压力补偿一体化涡街流量计通信系统是一个基于MODBUS的工业总线通信结构网络，它主要由实现现场监测功能的一体化涡街流量计(下位机)、实现对一体化涡街流量计在线配置与监控功能的上位主机两部分组成。作为从机的一体化涡街流量计主要任务有:基于传感技术采集现场的压力、温度、流量等数据，并能够输出显示、系统配置以及响应主机激励；上位机任务是在线实时设置从机控制参数、监控从机运行状态从而获得相应从机的实时数据和状态。两者之间的物理层通讯是通过现场总线技术的485总线实现的。
[0015]据相关电气规定，RS485驱动器在两线制传输的方式下可带32个接收器，实现多点半双工通讯，当波特率为9600BPS时通讯距离可达到1200M。PC机通过RS232接口，再通过RS232/RS485转换模块和多台流量计仪表相连接，一条总线上最多可接32台，为了识别每台仪表的身份，将他们赋予各自的通讯地址码。从而使挂在总线上的每个仪表能够通过RS485总线与上位机PC进行相应的通讯。通过这种方式就实现了对流量计的远程数据的采集。
[0016]2.下位机系统硬件设计
[0017]如图2所示，下位机(一体化涡街流量计)是由微机控制器、电源功能单元、通讯电路、多路数据采集单元、LED显示单元组成。系统通过A/D转换单元将现场采集的流量、温度、压力信号转换为相应的数据量，然后通过处理器输出在LED上显示。
[0018]结合实际应用的情况，微机控制器选择了具有强大片内资源的飞思卡尔(freesCale)8位内核芯片MC9S0，若实现系统的需求只需设计需要的外围器件。流量测量采用压电陶瓷、温度测量利用PtlOO热敏电阻、压力测量选用扩散硅压敏元件，通过单片机微处理器处理经A/D模块转换后的测量信号。A/D处理模块能够满足精度需求，对采集回来的弱电信号进行处理。
[0019]就系统通讯部分的电路设计而言。因为M0DBUS-RTU物理层采用的是RS-485串行通信标准，所以可以使用RS-232/RS-485转换模块或是RS-232插卡来实现PC机上MODBUS协议下的多点串行通信功能。具体通讯电路设计如图3示。
[0020]MC9S0芯片的串行接收端口 RXD和发送端口 TXD经MAX232芯片进行电平转换后，分别与RS-232/RS-485转换器的数据发送端口 TXD和数据接收端口 RXD相连接。MC9S0的TXD连接到的11引脚，发出的数据信号经过MAX232芯片转换后，从14引脚输出到转换器串口的第3引脚。按RS485通信协议规定，转换器串行口的第3引脚为数据输入端。这样，发出的数据就可被转换器接收到。由转换器串口的发送端TXD (RS485接口的第8引脚)传输来的数据，作为RS485电平的信号输入到MAX232芯片的第13引脚，经过MAX232芯片进行电平转换后，再由MAX232的12引脚输出到MC9S0的接收端口 RXD。从而完成数据的双向传输。
[0021]3.系统软件设计
[0022]友好的人机界面能够在上位机屏幕上实时的显示现场的生产数据。但在实际应用中计算机通常RS-232通信接口为标配。通讯数据格式可以通过开发人员编写程序来定义，完成对数据的传输功能。在实际的应用中许多编程语言都提供标准编程控件实现对RS-232的数据通讯。我们选用较为方便的VB6.0来完成对4台基于M0DBUS-RTU协议的一体化涡街流量计的瞬时流量、工况流量、累积流量、温度、压力、频率等6个参数的实时采集、显示、储存。编程中采用windows操作系统环境下Visual Basic的串行通信控件:Microsoft CommControl,简称 MSComm 控件。
[0023]5.1上位(主)机系统编程
[0024]在上位机里，采用MSComm控件接收数据。如果按照接受方式则有事件驱动方式、定时查询方式两种。本系采用了定时驱动方式来适应流量的实时监测。当定时时间到，上位主机通过通信口向约定地址的流量仪发出读操作命令，读操作时间完成后，则检查InBufferCount属性值来判断输入缓冲区中是否读入了相应数目的字符，接着据此进行读取、判定、存储、处理等操作。
[0025]以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
【权利要求】
1.温度压力补偿一体化涡街流量计，包括下位机和上位机，其特征在于:所述下位机包括微机控制器、电源功能单元、通讯电路、多路数据采集单元、LED显示单元；所述微机控制器分别与电源功能单元、通讯电路、多路数据采集单元、LED显示单元连接；所述上位机包括RS-232/RS-485转换模块、RS-232插卡；所述通讯电路通过RS-232/RS-485转换模块或RS-232插卡与上位机的RS232接口连接。
2.根据权利要求1所述的温度压力补偿一体化涡街流量计，其特征在于:所述微机控制器包括MC9S0芯片。
【文档编号】G01F1/32GK203432623SQ201320435022
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月20日 优先权日:2013年7月20日
【发明者】聂宗瑶, 江旭光, 张书茂 申请人:聂宗瑶