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本文的主要工作围绕PROFIBUS-PA现场总线技术的本安仪表设计和应用展开,提出了用于本质安全领域的PROFIBUS-PA现场总线控制系统的解决方案,并在此基础上从事了仪表设计和所需软件的开发。
首先介绍了PROFIBUS现场总线产生背景及现状;详细阐述了本安现场总线系统认证技术;探讨了现场总线PROFIBUS-PA的技术特点。在对PROFIBUS-PA技术、控制流程以及数据协议等进行深入分析的基础上,有机将本安技术与PROFIBUS-PA技术结合,运用本安现场总线系统总体设计框架,设计了基于协议芯片SPC4和单片机为核心的现场总线接口电路,并通过采用双口RAM技术提高了数据传送速度;探讨了现场仪表温度变送器设计的器件选择和方案确定,通过选用低功耗、高精度的A/D转换芯片和AT89C51单片机实现了变送器的核心,并与现场总线接口电路一起构成双单片机结构,以实现温度变送器与PROFIBUS-PA总线的数据交换;针对数据处理系统的功能要求,叙述了软件设计细节及操作界面设计实例。最后,结合应用及对温度变送器的试用,验证了其相应功能,符合了设计目标。