现场总线智能测控仪表的自动标定系统的研制

论文摘要

现场总线是近几年国际上发展形成的，用于过程自动化和制造自动化领域的现场智能设备互连网络，且该技术已经成为自动化领域内的热点。在现场总线控制系统的三层结构中，其核心部分就是底层的现场总线智能测控仪表。在仪表出厂前精度没有确定，或在使用一段时间后精度发生偏移时，需要对仪表进行检测和再标定，以保证它的可靠性和安全性。所以说现场总线仪表的标定是一项必需的也是十分重要的工作。本文就是从现场总线仪表标定技术的现状出发，总结出现有技术中有着大量的人工操作，存在很大的局限性。为此，本课题在一种已经得到广泛应用且已基本成熟的控制系统——SHCAN2000现场总线控制系统的基础上，设计了一种专用于该系统智能测控仪表的自动标定系统。对于已经成熟的SHCAN2000系统，它已经发展成具有多种系列、多种类型的仪表的控制系统。本课题设计的自动标定系统就是针对SHCAN2000中的各种系列仪表，对他们都共同存在的模拟量和开关量的输入、输出标定，设计出一种对系统中各类型仪表都通用的自动标定系统。本标定系统在不增加任何新设备的基础上，充分利用了现场总线仪表的数据传送功能，在两台下位机之间的进行数据传递；利用RS232串口、CAN协议转换控制器，完成上位机对下位机的组态下载和下位机对上位机的数据上传；利用两点线性化原理，实现了系统的标定。该系统充分利用了现场总线技术的通讯功能以及计算机控制的实时处理技术，最终完成对SHCAN2000系列仪表的标定。本系统还设计了故障定位功能，对不合格仪表的故障能够准确定位，而且能自动识别错误类型，并在监视器上显示错误信息对用户进行提示。本标定系统对于精度要求的设置也十分灵活，用户可以自行设置，以满足各自的需求。实验表明：在本系统标定下的仪表相比传统智能测控仪表的标定，大大提高了工作效率，减少了人力消耗，同时达到普遍需要的3‰的精度要求。实现以最少的仪表资源完成对整个系统中各个系列现场总线仪表的标定。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 绪论
• 第一章 仪表标定及现场总线概述
• 1.1 仪表标定技术
• 1.1.1 仪表技术的发展
• 1.1.2 仪表的检定
• 1.1.3 仪表的标定
• 1.1.4 现有标定技术的特点及不足
• 1.1.5 自动标定技术
• 1.2 现场总线及CAN总线概述
• 1.2.1 现场总线概述
• 1.2.2 CAN总线概述
• 1.2.3 SHCAN2000现场总线控制系统概述
• 本章小结
• 第二章 SHCAN2000控制系统的体系结构及其标定系统的设计方案
• 2.1 SHCAN2000现场总线控制系统软件体系结构
• 2.1.1 实时多任务操作系统
• 2.1.2 软件组件集成技术与组态技术
• 2.1.3 实时数据库
• 2.1.4 SHCAN下载调试工具
• 2.2 SHCAN2000现场总线控制系统硬件体系结构
• 2.2.1 上位机操作站
• 2.2.2 现场控制单元
• 2.2.3 CAN总线网络
• 2.3 SHCAN2000智能仪表标定系统的设计方案
• 2.3.1 SHCAN2000智能仪表的性能分析
• 2.3.2 总体设计方案
• 2.3.3 标定原理
• 2.3.4 系统预计实现目标
• 本章小结
• 第三章 该标定系统实现时解决的主要问题
• 3.1 模拟量的输入标定的设计
• 3.1.1 模拟量输入流程
• 3.1.2 模拟量输入标定的软件设计
• 3.1.3 模拟量输入标定的硬件设计
• 3.2 模拟量输出标定的设计和实现
• 3.2.1 模拟量的输出流程
• 3.2.2 输出标定的软件设计
• 3.2.3 模拟量输出标定的硬件设计
• 3.3 开关量的标定
• 3.3.1 开关量的输入标定
• 3.3.2 开关量的输出标定
• 3.4 故障定位技术
• 3.4.1 误差带的设置
• 3.4.2 错误信息的确定
• 本章小结
• 第四章 该标定系统所能标定的系列仪表
• 4.1 SHCAN5XXX系列智能测控仪表的标定
• 4.1.1 仪表的端子引脚图
• 4.1.2 模拟量输入标定过程
• 4.1.3 模拟量输出标定过程
• 4.1.4 开关量的标定
• 4.2 SHCAN6XXX系列智能测控仪表
• 4.2.1 仪表的端子引脚图
• 4.2.2 模拟量输入标定过程
• 4.2.3 模拟量输出标定过程
• 4.2.4 开关量的标定
• 4.3 SHCAN64XX系列仪表的标定
• 4.4 其他系列的智能测控仪表的标定
• 本章小结
• 第五章 系统标定结果
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢