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基于现场总线的智能甲烷传感器的研究

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随着现代煤矿工业的不断发展,安全问题已成为人们关注的热点,而且工业过程控制对大量现场信号的采集、传送和数据转换以及对精度、可靠性也提出了更新、更高的要求。以现场总线技术为基础,微处理器为核心的智能传感器,在安全性、可靠性等方面与一般传感器相比具有明显的优点,有着广泛的应用前景。本文的研究目的就是要将现场总线中的CAN总线技术与传感器结合,实现生产现场的智能化控制,满足工业控制对底层数据的实时采集和传输的要求,保证数据的实时性和可靠性。 本文首先介绍了现场总线技术和智能传感器技术,并详细研究了CAN总线技术,分析了CAN总线的特点、分层结构、协议和数据帧结构。然后以C8051F040微处理器为核心设计了基于CAN总线的智能甲烷传感器,该智能传感器主要由检测电路、前置放大电路、微处理器系统、报警电路、CAN总线接口电路、显示电路和电源电路组成,能够实现对工业现场甲烷气体浓度的采集、显示、键盘输入以及越限报警等功能,并且通过CAN总线接口,将仪表接入现场总线网络。在软件设计方面,采用了嵌入式高级程序设计语言——C51,配以S51仿真器加KEIL仿真软件组成的仿真平台,进行系统软件的编写和调试。 最后,为了便于上位机能够实时的对生产现场进行监控,运用Labview图形化编程软件,设计了瓦斯浓度数据监控系统应用程序进行远程监控。

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