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基于 ADI ADuCM360 的工业现场仪表方案

 2015-02-04

在工业现场,需要监测的变量很多,如温度、压力、流量、液体、位置、角度、酸碱度、含氧量、气体、腐蚀情况等等。但工业现场的环境危险而又复杂,需要“千里眼、顺风耳”— — 过程变量控制的仪器仪表或智能变送器来监控这些变数。

工业过程控制系统中的现场仪表是最靠近过程、最靠近管道、最靠近系统中正在发生的事情的设备。它通过传感器检测系统和过程中发生的事情,然后执行信号处理,并能将该信息通过数据通信或模拟 / 数字信号送回控制系统。通信方式可以是模拟通信,如 4-20mA 环路等,或某种数字通信连接,如 HART 调制解调器等。

 

1. 工业现场仪表方案框图

 

WPI_ADI_ADuCM3605

 

2. 功能描述

压力测量:测量压力数据,通过 ADuCM360 片内 ADC0 实现模数转换,输出 4-20 mA 电流,

实现 HART 通信;

温度测量:ADuCM360 连接到一个 T 型热电偶和一个 100Ω 铂电阻温度检测器 RTD (用于

冷结补偿)。 T 型热电偶温度范围是 -200 ℃ 至 +350 ℃ ,此温度范围所对应的输出电流范围

是 4mA 至 20mA ;

采集前端信号:ADuCM360 通过模拟输入端采集前端压力、温度信号;

HART通信:ADuCM360 控制输出 4-20 mA 电流,实现 HART 通信;

LCM 显示:通过 LCM 显示压力与温度信息。

 

3. 重要特征

方案架构:压力/温度采集 + 模拟输入 + MCU 信号处理 + 模拟输出。

压力/温度采集:工业通用 24V 供电,利用 ADuCM360 自带的 24 位 ADC 采集压力和温度。利用外部

DAC AD5421 控制带 4~20 mA 环路输出,利用 和 HART 调制解调器 AD5700 实现 HART 通信。

模拟输入:采用 16bit ADC AD7795ADuM3471 数字隔离,SPI 将数据传送至 MCU。

④ MCU: 采用高集成度 ARM 内核 Cortex-M3 MCU ADuCM360,内置 PGA 和 24bit ADC。

模拟输出:MCU 通过电源和数字隔离至 DAC AD5422 4~20 mA 输出,可控输出电流/电压,输出范围可设定。

带 HART 通信接口。信号隔离采用 ADuM3482ADuM3471

整体方案基于工业仪表设计,灵活多用,适合前期开发评估使用。

 

4. 方案照片

 

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