Diseño de un controlador de flujo másico de gas basado en bus

Con el rápido crecimiento del número de diseños de estructuras descentralizadas en la automatización de la fabricación y la automatización de procesos, la aplicación del bus de campo se está volviendo cada vez más extensa. Profibus es un estándar de bus de campo estandarizado y abierto desarrollado por Siemens y otras compañías que no depende de los fabricantes de equipos. Puede ser utilizado en ocasiones con estrictos requisitos de tiempo y transmisión de datos de alta velocidad, así como en ocasiones de comunicación a gran escala y complejas. . No solo es adecuado para la aplicación de procesamiento discreto en automatización industrial, sino también para la aplicación de procesamiento continuo y por lotes en automatización de procesos. Ha sido ampliamente utilizado en automatización de la fabricación, automatización de la industria de procesos, automatización de edificios, transporte, energía eléctrica y otros campos de automatización. En la actualidad, muchos fabricantes de equipos de automatización en el mundo proporcionan interfaces Profibus para sus equipos. Según las diferentes características de la aplicación y las necesidades del usuario, el bus de campo Profibus incluye tres subconjuntos principales de especificaciones: Profibus-FMS, Profibus-DP y Profibus-PA[ 1]. El controlador de flujo másico de gas (controlador de flujo másico de gas, conocido como MFC) se utiliza para la medición y el control precisos del flujo másico de gas, en tecnología de circuitos integrados de semiconductores, disciplina de materiales especiales, industria química, industria petrolera, medicina, protección ambiental y vacío, etc. Tiene aplicaciones importantes en la investigación científica y la producción en varios campos. El CS200 Profibus MFC se basa en el protocolo Profibus-DP para realizar su aplicación en la red de control industrial Profibus-DP. 2 Estructura de diseño de circuito de hardware Como estándar abierto, independiente del fabricante y sin protección de propiedad intelectual, el protocolo Profibus se puede implementar en cualquier microprocesador en principio. Este diseño utiliza "Microcontrolador MCU + chip de comunicación Profibus". La solución es que el chip de protocolo implementa el protocolo de capa de enlace de datos de Profibus-DP, el MCU básicamente inicializa el chip de protocolo y realiza la interacción de datos posterior, y la interfaz de comunicación serial asíncrona completa la comunicación de capa física [2]. En términos de estructura de diseño de hardware, MFC incluye principalmente: módulo de control MCU, módulo de interfaz de estación esclava inteligente Profibus-DP, módulo de configuración de dirección de estación esclava, módulo de sensor , módulo de válvula solenoide y módulo de fuente de alimentación, etc. El diagrama de bloques de la estructura de hardware del producto se muestra en la Figura 1. Figura 1 Diagrama de bloques de la estructura de hardware del producto 2.1 Módulo de control MCU El microprocesador de MFC utiliza el chip DSP de alto rendimiento de 16 bits dsPIC30F6012A de Microchip, que tiene 8 KB de SRAM y 4 KB de EEPROM, que cumple con los requisitos de intercambio de datos durante la comunicación Profibus-DP y RS-485 La característica de cantidad relativamente grande. Memoria de programa Flash de 144 KB con alta confiabilidad y estabilidad, que cumple con los requisitos característicos del medidor de flujo con múltiples funciones. Usando tecnología de memoria flash de alta velocidad y bajo consumo, la velocidad máxima de trabajo puede alcanzar 30 MIPs. El chip tiene un tipo de interfaz completo, admite el modo de interfaz serial síncrona SPI y cumple con los requisitos de comunicación rápida entre el microprocesador y el chip de protocolo VPC3+S. el

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