Conception d'un régulateur de débit massique de gaz basé sur un bus

Avec la croissance rapide du nombre de structures décentralisées dans l'automatisation de la production et des procédés, l'application des bus de terrain se généralise. Profibus est une norme de bus de terrain standardisée et ouverte, développée par Siemens et d'autres entreprises, indépendante des fabricants d'équipements. Elle peut être utilisée dans des situations où les délais sont stricts et où la transmission de données est rapide, ainsi que pour des communications complexes et à grande échelle. Elle convient non seulement aux applications de traitement discret en automatisation industrielle, mais aussi aux applications de traitement continu et par lots en automatisation des procédés. Son utilisation est largement répandue dans l'automatisation de la production, l'automatisation des procédés industriels, l'automatisation des bâtiments, le transport, l'énergie électrique et d'autres domaines d'automatisation. Actuellement, de nombreux fabricants d'équipements d'automatisation dans le monde proposent des interfaces Profibus pour leurs équipements. Selon les caractéristiques des applications et les besoins des utilisateurs, le bus de terrain Profibus comprend trois sous-ensembles de spécifications principaux : Profibus-FMS, Profibus-DP et Profibus-PA[1]. Le contrôleur de débit massique de gaz (MFC) est utilisé pour la mesure et le contrôle précis du débit massique de gaz, dans la technologie des circuits intégrés à semi-conducteurs, la discipline des matériaux spéciaux, l'industrie chimique, l'industrie pétrolière, la médecine, la protection de l'environnement et le vide, etc. Il a des applications importantes dans la recherche scientifique et la production dans divers domaines. Le CS200 Profibus MFC est basé sur le protocole Profibus-DP pour réaliser son application dans le réseau de contrôle industriel Profibus-DP. 2 Structure de conception du circuit matériel En tant que norme ouverte, indépendante du fabricant et non protégée par la propriété intellectuelle, le protocole Profibus peut en principe être implémenté sur n'importe quel microprocesseur. Cette conception utilise « Microcontrôleur MCU + puce de communication Profibus ». La solution est que la puce de protocole implémente le protocole de couche de liaison de données de Profibus-DP, le MCU initialise essentiellement la puce de protocole et effectue l'interaction de données ultérieure, et l'interface de communication série asynchrone complète la communication de la couche physique [2]. Français En termes de structure de conception matérielle, MFC comprend principalement : un module de contrôle MCU, un module d'interface de station esclave intelligente Profibus-DP, un module de réglage d'adresse de station esclave, un module de capteur , un module d'électrovanne et un module d'alimentation, etc. Le schéma fonctionnel de la structure matérielle du produit est illustré à la Figure 1. Figure 1 Schéma fonctionnel de la structure matérielle du produit 2.1 Module de contrôle MCU Le microprocesseur du MFC utilise la puce DSP hautes performances 16 bits dsPIC30F6012A de Microchip, qui dispose de 8 Ko de SRAM et de 4 Ko d'EEPROM, ce qui répond aux exigences d'échange de données pendant les communications Profibus-DP et RS-485. La caractéristique d'une quantité relativement importante. Mémoire programme Flash de 144 Ko avec une fiabilité et une stabilité élevées, qui répond aux exigences caractéristiques du débitmètre avec plusieurs fonctions. Grâce à la technologie de mémoire flash haute vitesse à faible consommation d'énergie, la vitesse de fonctionnement maximale peut atteindre 30 MIP. La puce dispose d'un type d'interface complet, prend en charge le mode d'interface série synchrone SPI et répond aux exigences de communication rapide entre le microprocesseur et la puce de protocole VPC3+S.

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