基于單芯片解決方案的新型溫變型隔離柵的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
本文選題:C8051F350 + 溫度變送。 參考:《浙江工業(yè)大學(xué)》2012年碩士論文
【摘要】:當(dāng)前,在石油煉化、化工廠(chǎng)、礦山等工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),隔離式安全柵產(chǎn)品的使用越來(lái)越廣泛。在可能含有易爆氣體的場(chǎng)所,為了維護(hù)人身、財(cái)產(chǎn)的安全,使用基于本安技術(shù)的溫變型隔離柵產(chǎn)品成為無(wú)可替代的選擇。但是,目前常用的溫變型隔離柵產(chǎn)品,部分存在著采樣種類(lèi)受限(只能采樣熱電阻或只能采樣熱電偶)、總線(xiàn)通訊功能缺失、安裝密度較低等情況,產(chǎn)品性能有待進(jìn)一步的完善和提高。 本文在分析了溫變型隔離柵產(chǎn)品需求的基礎(chǔ)上,提出了一款基于C8051F350的新型溫變型隔離柵的設(shè)計(jì)方案,相對(duì)于傳統(tǒng)的溫變型隔離柵,該隔離柵具有能同時(shí)采樣熱電阻、熱電偶信號(hào)于一體的優(yōu)勢(shì),能夠?qū)崿F(xiàn)總線(xiàn)供電、總線(xiàn)通訊的功能,其低功耗、超薄型的設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)單機(jī)柜的高密度安裝,體現(xiàn)了更低的綜合成本優(yōu)勢(shì),同時(shí),信號(hào)類(lèi)型可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)靈活配置,方便工程實(shí)施。 本文首先介紹了本安技術(shù)、安全柵產(chǎn)品的發(fā)展背景和研究意義。闡述了常用隔離柵的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和性能特點(diǎn),分析了當(dāng)前溫變型隔離柵的現(xiàn)狀。結(jié)合帶高精度AD的MCU的應(yīng)用,提出了新型溫變隔離柵產(chǎn)品的整體設(shè)計(jì),詳細(xì)介紹了關(guān)鍵器件的選型以及各部分電路的具體實(shí)現(xiàn)方案,采用KeilC51作為設(shè)計(jì)平臺(tái)進(jìn)行了嵌入式軟件的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)電壓質(zhì)量、通訊信號(hào)質(zhì)量、PWM波形質(zhì)量、信號(hào)采樣精度、斷線(xiàn)報(bào)警、總線(xiàn)通訊、功耗等指標(biāo)的測(cè)試,對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了比較全面、客觀(guān)的驗(yàn)證,得出了完成預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)的結(jié)論。但因熱電偶的信號(hào)類(lèi)型種類(lèi)繁多,因此本文只實(shí)施了一種E型熱電偶及熱電阻Pt100的設(shè)計(jì)。同時(shí),由于測(cè)試設(shè)備條件的限制,EMC(電磁兼容)性能未能進(jìn)行測(cè)試。 本設(shè)計(jì)是在現(xiàn)有溫變型隔離柵產(chǎn)品基礎(chǔ)上所做的改進(jìn)探索,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品功能的強(qiáng)化和提升,具有一定的創(chuàng)新意義和實(shí)用價(jià)值,并能在進(jìn)一步改進(jìn)后成為本安型遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)的基礎(chǔ)。
[Abstract]:At present , in the field of petroleum refining , chemical plants , mines and other industrial sites , the use of isolated safety gate products is becoming more and more extensive . In order to maintain the safety of personal and property in places which may contain explosive gas , the temperature variation isolation gate products based on the intrinsic safety technology have become the alternative choice . However , the current temperature variation isolation gate products have limited sampling type ( only the thermal resistance or the sampling thermocouple can be sampled ) , the bus communication function is missing , the installation density is low and the like , and the performance of the product is to be further improved and improved .
On the basis of analyzing the demand of temperature - change isolation barrier , a novel temperature - change isolation barrier based on F350 is presented , which has the advantages of sampling thermal resistance and thermocouple signal at the same time . It can realize the function of bus power supply and bus communication . It can realize high - density installation of bus power supply and bus communication .
This paper first introduces the development background and the research significance of the safety technology and safety gate products . The basic structure , working principle and performance characteristics of the common isolation barrier are described . The design of the new temperature - variable isolation barrier is presented . The design of the embedded software is presented .
The design is an improved exploration on the basis of the existing temperature - change isolation gate products , which realizes the enhancement and promotion of the product function , and has certain innovation significance and practical value , and can be the basis of the intrinsically safe remote I / O system after further improvement .
【學(xué)位授予單位】:浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2012
【分類(lèi)號(hào)】:TE96;TQ050;TP368.12
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