一、一种基于现场总线HART协议的涡街流量计的设计与研制（论文文献综述）
舒张平[1]（2017）在《面向特殊需求的涡街流量计关键技术研究》文中进行了进一步梳理随着科技和生产的发展,要求涡街流量计能够测量高温流体;低功耗、两线制地实现信号的数字处理,同时具有HART通信功能;能够测量雷诺数在500020000范围内的小流量。为此,针对这些特殊需求,研制用于耐高温涡街流量传感器的信号调理电路、数字式两线制HART涡街流量变送器、基于互相关分析测量低雷诺数流量的涡街流量计。采用压电晶体材料制作的耐高温涡街流量传感器可以测量高温流体,但存在灵敏度低、阻抗变大的问题。为此,研制用于耐高温涡街流量传感器的信号调理电路。设计两级电荷放大器再加两级低通滤波器的信号调理电路,对耐高温涡街流量传感器输出的幅值较小的信号进行放大和滤波,获得稳定的流量信号;对传感器输出信号线以及信号调理电路进行屏蔽,防止由于阻抗变大导致调理电路输出信号受到较大的电磁干扰,特别是工频干扰的影响。引入HART通信增加了数字式两线制涡街流量计的功耗,且通信稳定性容易受电源波动的影响。为此,研制数字式两线制HART涡街流量变送器。采用稳压管与隔离型DC/DC相结合的电源设计,保证了HART通信的稳定工作;采用两路隔离电源的电源设计方案,提高了电源的负载能力和系统抗干扰能力,在进行数字信号处理的同时,实现两线制HART通信;与研制的用于耐高温涡街流量传感器的信号调理电路相结合,形成一个完整的用于耐高温涡街流量传感器的数字式两线制HART涡街流量变送器。实验结果表明,该变送器消耗的电流约为3.3378mA,测量液体流量的精度可以达到0.5级。常规的涡街流量计难以测量雷诺数在500020000范围内的小流量。为此,研制基于互相关分析测量低雷诺数流量的涡街流量计。采用互相关分析方法,充分利用两路涡街流量信号的相似性,实现低雷诺数流量的测量;重新设计涡街流量计一次仪表,以满足互相关分析的要求;提出一种基于互相关分析快速计算延迟时间的方法,保证仪表的实时性;采用三次样条插值的方法,提高延迟时间的计算精度;以低功耗单片机MSP430F6459为核心,进行系统设计,满足低功耗要求。水流量标定结果表明,该涡街流量计量程下限所对应的雷诺数为6649,测量精度为1.0级。
李陆骏[2]（2015）在《基于HART总线的模糊PID控制算法研究及其应用》文中研究表明过程量的测量和控制在过程工业中起着非常重要的作用。现场总线作为传统工业数据总线类型之一,是过程量测控系统数字化必不可少的一部分。HART（Highway Addressable Remote Transducer）总线作为一种开放式的高速可寻址远程通讯协议,有着在模拟信号的基础上实现数字双向通信的特点,可方便地使不同时期的设备从模拟量通信过渡到全数字化通信。本文以过程量控制实验系统为研究对象,基于HART总线对其进行数字化改造和控制算法的理论研究。首先,论文研究了原有的过程量控制实验系统,发现由于A/D采样方案存在较大检测误差,导致系统测量和控制效果不理想,为此提出了基于HART的变送器信号获取改进方案。其次,论文研究了HART总线的规范、协议和设备部署方式,构建了基于HART的过程量控制实验系统,并用LabVIEW设计了基于HART的过程量变送器数据获取软件,通过温度变送器数据采集和液位实验的结果对比分析,验证了HART数字总线采样相对于A/D采样的优势。最后,论文以温度实验为例,为实验系统设计了过程量模型,研究其PID、模糊PID控制算法。通过实际温度控制实验,验证了采用HART获取过程量的方案不仅能有效改善控制系统的性能,还能在实验系统中验证PID、模糊PID等控制算法的控制规律。本文研究及应用的基于HART的模糊PID控制算法及其实验验证系统不仅可以作为学习实验平台,用于了解各种过程量变送器的工作原理、实际体会真实过程量控制系统的控制过程、学习掌握PID控制规律,而且还可作为研究验证平台,用于进行控制系统的建模分析和控制算法的理论研究。
张盟[3]（2012）在《SUPMAX800D系统HART通信卡的研究与设计》文中指出随着分散控制系统的飞速发展,对分散控制系统I/O卡件的处理信号速度和精度等技术要求也越来越高。SUPMAX800D系统卡件在处理信号方面有速度快和精度高的特点,也具有低成本、低功耗和高安全性的特点,若将其应用到工业控制系统方面,可以大大减少系统的成本和维护难度,所以对它的研究具有重要的理论和实用价值。本文首先介绍了SUPMAX800D系统卡件的研究背景及意义,也介绍了SUPMAX800D系统的发展,并对现场总线技术和HART通信协议进行了概述。HART通信卡主要是采集HART设备信息,并将采集到的实时数据传输到上位机中。因此从HART通信卡实现功能的特点出发,确定了HART卡的总体设计方案,采用三层通道板结构,中间一层是CPU通道板,其它两个底板是通用I/O通道板。然后详细介绍了系统硬件设计、软件设计,并重点研究了HART通信卡与上位机的通信技术。其中硬件设计部分,选择了STC12C5A32S2单片机作为主要处理器芯片,A5191HRT作为调制解调器的处理芯片,详细描述了HART通信卡中的单片机模块和调制解调器模块以及其他辅助模块电路的设计,并给出了DIN导轨式连接器件的方案。软件部分给出了主程序的设计流程,以及各模块的程序框图,并分别介绍了485数据处理函数、串行口中断函数等模块的程序设计。最后对HART通信卡的上位机软件提出了设计方案,给出了上位机软件总体结构图,并且介绍了其主要的发送数据模块、读取数据模块和配置设备信息模块,给出了具体配置过程。本文最后对HART通信卡进行通讯功能测试,主要是HART通信卡与上位机的通讯以及HART通讯卡与下位机的通讯进行了测试,实验数据结果达到了设计的要求。
马超[4]（2012）在《基于超声波的智能型热量表的研究》文中提出本文主要是为了解决目前国内外供热现状和积极响应国家最新的关于集中供热政策的改革要求,对一种新型的基于超声波的涡街热量表做了的深入的研究。作为智能仪表的超声波涡街热量表,能够完成测量高精度的温度和流量,而且还能够完成对热流量的计算和显示要求,并且这种热量表还支持HART总线通信,同时它还具有故障的自诊断和存储数据这两种功能。这种新型的热量表还采用了超声波检测涡街信号的方法,它采用了PIC18F8490微型处理器作为核心芯片,在测量方法上采用了模糊推理结合跟踪窄带滤波原理为主的测量手段；测量温度的传感器我们采用了Pt1000高精度铂电阻；作为智能仪器它的通信是采用HART总线的方式来实现的,而且它友好的LCD显示和具有的独特单键设置方法则显得这款仪表的更加的智能化与人性化。软件的设计主要包含了以下几个方面：软件系统的总体结构设计、单键的处理程序、LCD程序、测试温度的程序、以及串口通信协议和一些调试程序等；关于硬件的电路设计主要包括了信号和温度以及涡街信号的检测电路和一些基础的通信电路等。这种新型的热量表不但加入了HART总线通信功能,而且还将数据测量、计算、显示与变送等功能集成在一块,这样它的优点功耗低、可靠性好、测量精度高就更加明显。在文章中对HART协议进行了深入的解析,以此来完成对软硬件设计和编写测试软件来实现对上位机的通讯,并将模糊推理的方法运用在检测流量的实验研究中,把测量得到的数据运用专家系统进行分析研究,并且还有严格的输出控制,这样就可以彻底解决一般仪表的读数失真问题。此外,在文章中通过调试实验样机,很好的证实了该热量表具有微功耗、而且稳定性能也特别好,测量精度高,可靠性能优越、人机界面友好以及具有自诊断能力和适应能力强的优点。在本文的设计中,运用HART总线通信技术使仪表更加的智能化,将模糊推理应用到数据处理上,可以将繁复的数据处理变得更加的简洁,这样就可以解决流量表读数失真的情况,这样就可以很好的提高仪表的可靠性。
刘建[5]（2012）在《基于USB总线的低功耗数字涡街流量计手操器研究》文中进行了进一步梳理工业现场仪表在投入使用之前,通常需要对仪表的参数进行设置,当前仪表大多采用串口通信进行仪表参数设置,由于现场工作环境复杂,需要设置的仪表参数较多,不方便继续采用原有的串口通信进行现场仪表参数修改。为了降低仪表使用成本,提高参数修改的方便性,国内外许多科研工作者都进行了大量的研究工作。本课题围绕着天津大学流量实验室开发的数字涡街流量计,从通信方式和通信手段两方面进行研究,通过对通信方式使用的方便性和普及性分析,课题最终选择为涡街流量计增加USB接口,开发研究手持设备——涡街流量计手操器,在理论支持下进行手操器软件和硬件系统的搭建,最终设计研究出一款适合涡街流量计的手操器,同时预留手操器参数修改接口,以便适合于不同仪表进行参数设置。本课题主要完成以下工作:⑴对USB通信协议进行了学习分析,选择了适合于单片机的USB控制芯片,给单片机系统增加USB接口,实现了单片机的USB通信。⑵完成了系统的硬件设计。以MSP430F1611为核心,在保证手操器功能的实用性基础上,降低了系统的整体功耗。⑶完成了系统的软件设计。在系统任务调度方面,参考操作系统任务调度机制,采用层次化状态机思想进行任务调度,同时采用基于头文件的模块化程序设计思想进行软件架构,提高了软件的可读性、可靠性和灵活性。⑷完成了液晶显示的菜单设计。对传统菜单设计的二叉树结构进行修改,采用一维数组表示二叉树数据关系,满足了菜单设计要求,降低了单片机资源的占有量。⑸完成主、从机功能切换。涡街流量计连接U盘时做主机,连接电脑和手操器时做从机,手操器连接电脑时做从机,连接流量计时做主机。⑹完成了实验验证。通过为涡街流量计增加USB接口,和手操器的设计,在实验室现场工作环境中,进行手操器功能的验证,通过验证,本课题设计的手操器可以满足现场应用的要求。上述工作表明,本课题研究的涡街流量计手操器,增加了涡街流量计使用的方便性,可以满足工业环境的要求。
李建平[6]（2011）在《基于HART总线的智能型涡街流量计的研究开发》文中指出涡街流量计具有量程范围大、可靠性高、使用寿命长、压力损失较小等优点,已广泛应用于各个领域。目前,随着微电子技术、信息处理技术和数字通信技术的发展,涡街流量计正在从传统的组合式仪表向一体化、智能化仪表的方向发展,并结合了现场总线技术,出现了现场总线式仪表。现场总线技术促进了工业测控系统的网络化、数字化,使现场设备全部挂在总线上,从而具有双向通信的能力。HART协议是一种过渡性的现场总线标准,适用于现场智能仪表与控制室设备通信的一种标准通信协议,通过在模拟信号传输线路中进行数字通信。本文采用了低功耗的MSP430F5438单片机设计了一种一体化、智能型的涡街流量计,并加入了HART通信部分,将流量的测量、压力温度的测量、显示、通信等功能综合在一起。系统设计中采用了低功耗的元件,从而降低了整个系统的功耗,使系统可以采用两线制的供电方式。在去噪音方面,通过对信号及噪音的特点进行分析,采用了信号处理的方法,利用FFT的周期图法对信号进行了谱估计,改善了系统滤波性能。本文研究了在各种介质条件下的温压补偿方法,给出了涡街补偿模型,并应用到涡街流量计中,取得了很好的效果。结合实际要求,本文设计了涡街流量计的信号处理电路、人机接口电路、单片机电路、HART通信电路以及其相应的程序部分。最后,通过对系统的通信及流量进行测试,验证了系统的准确性与可靠性。
徐益挺[7]（2011）在《蒸汽实流标准装置的研究与开发》文中研究表明蒸汽实流标准装置是用来复现蒸汽流量量值,最终能溯源到国家基本量基准的试验装置,它是蒸汽流量计量的基础,可以保证流量量值的统一与正确传递。加强对蒸汽实流标准装置的研究和建立,完善蒸汽流量标准计量体系,对于流量计量技术乃至国民经济的发展都具有重要意义。蒸汽流量计的检定手段不完备,是制约蒸汽计量和能源管理发展的重要原因。目前国内普遍采用空气或水代替蒸汽介质对蒸汽流量计进行标定,由于这种方式无法真正模拟蒸汽流量计实际使用时的工况条件,标定结果可能与实际使用结果存在较大偏差。本文结合浙江省质量技术监督系统重大科研项目“面向蒸汽管网的热能损耗在线检测技术及分析系统研制”,开展并完成了蒸汽实流标准装置的研究与开发,并在装置基础上开展试验标定工作。论文的主要研究内容和创新点有：1.设计并开发了一套蒸汽实流标准装置,实现从蒸汽状态调节、流程控制、数据采集到证书生成与管理的基本功能,现阶段该装置可进行DN25-DN100口径范围内孔板流量计、涡街流量计、V锥流量计、弯管流量计、分流旋翼流量计等蒸汽流量计的实流试验标定（装置暂未正式建标）。（1）设计并开发了一套蒸汽状态调节系统。该系统可用于调节产生所需的饱和蒸汽、过热蒸汽或湿蒸汽,满足蒸汽流量计的检定和实验要求。系统通过前馈控制算法来克服一次蒸汽压力的扰动,保证蒸汽介质的状态稳定性。（2）为了提高实流装置的标定精度,提出并应用了基于几何中心和时间中心相统一的换向器中心点获取方法,以改善换向器的对称度,减小了因换向器启停而引入的标准器进水量误差；提出并实现了基于换向器启停的双时间计数法,减小了被检流量计低频脉冲输出时因检定过程中换向器随机启停而引入的脉冲采集误差,应用脉冲插值算法,在较短时间内得到精确的被检流量计脉冲值。2.针对涡街流量计,开展了其在水、空气和蒸汽介质下流量计流量特性的对比研究,获取涡街流量计从最小流量到最大流量的雷诺数与仪表系数的关系,得出蒸汽涡街流量计实流标定是不可替代的结论。3.提出了基于蒸汽实流标准装置的差压式流量计通用仪表系数标定方法,并对V锥流量计进行实流标定测试。该方法可用于推广非标准差压式蒸汽流量计。本文设计研发了省内首套蒸汽实流标准装置,为众多蒸汽流量计的使用单位、生产企业和研究机构提供一个检测和研究平台,该研究成果在一定意义上可以看成是填补了一项空白。
江伟,袁芳,李跃忠[8]（2009）在《电容式涡街流量计测量方法研究》文中研究说明比较了涡街流量计的测量方法,选用了具有灵敏度高、耐热性强、抗震性强等优点的电容式涡街流量计,介绍了其测量原理与系统组成.通过科学的理论推导,获得涡街力、偏转角与电容的关系,并将电容式涡街流量测量信号处理方法进行分析和比较.最后阐述了电容式涡街流量计研制的技术关键.
陈鹏飞[9]（2009）在《一种智能仪表辅助教学设备的完善》文中进行了进一步梳理自制教学设备能够拓宽教学实验内容,提高相关设计人员的业务素质,也为学生提供了更好的实验条件。目前,国内许多高校都在积极地进行这方面的尝试与研究。鉴于上述情况,本课题结合自动化、测控技术与仪器等专业课程的教学实际,设计了一种基于HART协议的辅助教学设备。该教学设备集检测（温度和流量）、计算、显示和通信于一体,能够满足多参数测量。首先,针对教学设备的国内外发展概况,明确了本课题的研究内容,并根据教学设备的设计理念,制定了完善的设计方案和设计思想;然后,系统地介绍了教学设备中各个模块的工作原理及其硬件结构,另外,综述了HART通信协议,并对教学设备的软件实现方法进行了详细的阐述。设计中采用模块化的设计思想,将整个设备按功能划分为不同的模块,独立设计完成。本系统由温度模拟转换模块、涡街模拟转换模块和数字信号处理模块三部分组成。温度和涡街模拟转换模块将被测信号调理成单片机可以采集的信号;数字信号处理模块通过单片机对输入的信号进行采集、分析、计算,得到所需数据,再将各种数据送到液晶显示器上显示。最后,基于此教学设备所能开展的实验,对每个实验进行了测试及分析,基本实现了预定的任务。
杜秀娟[10]（2009）在《智能涡街流量计及其HART通信协议的研究》文中认为本文研究的智能涡街流量计是在传统的涡街变送器的基础上,带HART协议的温压补偿型流量仪表。本文首先介绍了涡街流量计的测量原理和组成结构,并阐述了涡街流量计的优点和存在的局限性。然后详细说明了各个部分的软硬件设计,包括低功耗芯片的选择、前向输入通道的三种信号的采集变换电路、双电源设计、微处理器的转换显示电路的设计、及部分功能的流程设计等,接着讨论了HART协议基本原理和应用方法,并将其应用到智能涡街流量计的通信功能设计中,给出了具有HART通信功能的智能涡街流量计的相应硬件软件设计结构。最后,阐述了系统在设计过程中的低功耗分析和利用单片机所完成的显示功能。通过理论分析和实验验证,该系统可较好的完成测量。这种带有HART协议的温压补偿型涡街流量计在国内必将具有良好的应用前景。
二、一种基于现场总线HART协议的涡街流量计的设计与研制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种基于现场总线HART协议的涡街流量计的设计与研制（论文提纲范文）
（1）面向特殊需求的涡街流量计关键技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 涡街流量计概述 |
| 1.2 涡街流量计工作原理 |
| 1.3 涡街流量计国内外研究现状 |
| 1.3.1 用于高温流体测量的涡街流量计国内外研究现状 |
| 1.3.2 具有通信功能的数字式两线制涡街流量计国内外研究现状 |
| 1.3.3 用于测量低雷诺数流量的涡街流量计国内外研究现状 |
| 1.4 面向特殊需求的涡街流量计关键技术问题 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第二章 用于耐高温涡街流量传感器的信号调理电路研制 |
| 2.1 耐高温涡街流量传感器的特点 |
| 2.2 基于双电荷放大器的信号调理电路设计 |
| 2.2.1 双电荷放大器 |
| 2.2.2 低通滤波器 |
| 2.2.3 电压跟随器 |
| 2.3 信号调理电路屏蔽 |
| 2.3.1 电场耦合及其抑制技术 |
| 2.3.2 磁场耦合及其抑制技术 |
| 2.3.3 信号调理电路的屏蔽设计及效果 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 数字式两线制HART涡街流量变送器研制 |
| 3.1 变送器整体设计方案 |
| 3.1.1 硬件组成 |
| 3.1.2 工作过程 |
| 3.2 两线制 4~20mA输出及HART通信模块 |
| 3.2.1 两线制 4~20mA输出 |
| 3.2.2 HART通信 |
| 3.2.3 数字隔离电路设计 |
| 3.3 电源管理模块 |
| 3.3.1 数字电源管理电路设计 |
| 3.3.2 模拟电源管理电路设计 |
| 3.4 EMC滤波与ESD保护电路模块 |
| 3.5 温压补偿模块 |
| 3.6 数字信号处理模块 |
| 3.6.1 MSP430F5418A单片机 |
| 3.6.2 电源监测电路 |
| 3.6.3 FRAM |
| 3.7 人机接口模块 |
| 3.7.1 键盘输入 |
| 3.7.2 液晶显示 |
| 3.8 系统测试 |
| 3.8.1 功耗测试 |
| 3.8.2 4~20mA电流输出精度测试 |
| 3.8.3 HART通信测试 |
| 3.8.4 水流量标定 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 基于互相关分析测量低雷诺数流量的涡街流量计研制 |
| 4.1 基于互相关分析的流量测量方案 |
| 4.1.1 流量测量方案 |
| 4.1.2 互相关分析计算延迟时间的原理 |
| 4.2 一次仪表设计 |
| 4.3 互相关分析中有偏估计与无偏估计的比较 |
| 4.3.1 有偏估计和无偏估计的特点 |
| 4.3.2 有偏估计和无偏估计应用于两个同频率涡街流量信号 |
| 4.4 信号处理方法研究 |
| 4.4.1 基于互相关分析快速计算延迟时间方法 |
| 4.4.2 三次样条插值方法 |
| 4.5 二次仪表研制 |
| 4.5.1 硬件研制 |
| 4.5.2 软件研制 |
| 4.6 系统测试 |
| 4.6.1 功耗测试 |
| 4.6.2 实时性测试 |
| 4.6.3 水流量标定 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的学术活动及成果清单 |
（2）基于HART总线的模糊PID控制算法研究及其应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 过程量控制技术概述 |
| 1.2 现场总线概述 |
| 1.3 本论文研究的目的意义与主要内容 |
| 1.4 本文结构 |
| 第二章 基于A/D的过程量控制系统分析 |
| 2.1 过程量控制系统简介 |
| 2.1.1 多支路水流循环管路系统 |
| 2.1.2 传感器检测系统 |
| 2.1.3 计算机监控系统 |
| 2.2 控制系统功能简介 |
| 2.3 控制系统性能分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于HART的测量系统改进设计 |
| 3.1 测量系统框架改进设计 |
| 3.2 HART总线简介 |
| 3.2.1 概述 |
| 3.2.2 HART总线硬件部署 |
| 3.2.3 HART总线软件协议 |
| 3.3 基于LabVIEW的测量系统软件设计 |
| 3.4 基于HART总线的测量系统实验结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 模糊PID控制算法研究与控制系统设计 |
| 4.1 过程量控制系统模型建立 |
| 4.2 传统PID控制系统设计 |
| 4.2.1 PID控制算法简介 |
| 4.2.2 PID温度控制系统设计与仿真 |
| 4.3 模糊PID控制系统设计 |
| 4.3.1 模糊PID控制算法简介 |
| 4.3.2 模糊PID温度控制系统设计与仿真 |
| 4.4 温度控制实验结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士期间已发表或录用的论文 |
（3）SUPMAX800D系统HART通信卡的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 课题研究现状 |
| 1.3 集散控制系统介绍 |
| 1.3.1 集散控制系统概念 |
| 1.3.2 集散控制系统发展 |
| 1.3.3 集散控制系统的特点 |
| 1.3.4 集散控制系统的应用 |
| 1.4 本文的主要研究内容和结构 |
| 第2章 HART总线技术 |
| 2.1 现场总线介绍 |
| 2.1.1 现场总线的发展 |
| 2.1.2 现场总线的特点 |
| 2.1.3 现场总线的优点 |
| 2.1.4 目前常用的现场总线 |
| 2.2 HART通信协议 |
| 2.2.1 HART协议结构模型 |
| 2.2.2 物理层 |
| 2.2.3 数据链路层 |
| 2.2.4 应用层 |
| 2.2.5 设备描述语言 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 HART通信卡硬件设计 |
| 3.1 HART卡在SUPMAX800D系统的功能 |
| 3.2 HART通信卡的硬件结构设计 |
| 3.3 HART通信卡的硬件电路设计 |
| 3.3.1 STC12C5A单片机接口电路 |
| 3.3.2 HART调制解调器电路 |
| 3.3.3 多路模拟开关电路 |
| 3.3.4 DIN导轨式连接器件及外围电路 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 HART通信卡软件设计 |
| 4.1 HART卡软件开发平台介绍 |
| 4.1.1 uVision3集成开发环境 |
| 4.1.2 Keil MDK软件开发周期 |
| 4.2 HART通信卡软件设计 |
| 4.2.1 MONITOR模块设计 |
| 4.2.2 ENABLE模块和IUSING模块 |
| 4.2.3 FRAME模块 |
| 4.2.4 接收485数据处理模块 |
| 4.2.5 HART数据处理模块 |
| 4.2.6 POLL_485模块 |
| 4.2.7 S_HART模块 |
| 4.2.8 串行口0中断模块 |
| 4.2.9 串行口1中断模块 |
| 4.2.10 外部中断0模块 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 HART上位机软件设计及其通讯功能测试 |
| 5.1 软件总体结构 |
| 5.2 HART卡通讯测试 |
| 5.2.1 HART通讯卡与下位机的通讯测试 |
| 5.2.2 HART通讯卡与上位机的通讯测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）基于超声波的智能型热量表的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 国内外热量表概况 |
| 1.2 热量表流量计的应用现状 |
| 1.3 国内外涡街流量计研究的最新成果 |
| 1.4 通信HART总线的研究 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 超声波智能型热量表的总体设计 |
| 2.1 热量表的工作原理 |
| 2.1.1 温度传感器的选择 |
| 2.1.2 涡街流量计的测量原理 |
| 2.1.3 超声波传感器的检测原理 |
| 2.2 超声式流量计测量原理 |
| 2.2.1 窄带跟踪滤波器的原理 |
| 2.2.2 模糊推理原理 |
| 2.3 热量表的总线通信设计方案 |
| 2.3.1 现场总线技术 |
| 2.3.2 HART协议简介 |
| 2.4 低功耗设计的意义及主要手段 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 超声波智能型热量表的硬件设计 |
| 3.1 硬件电路的整体设计 |
| 3.2 超声波检测信号电路 |
| 3.3 HART通信协议的硬件设计 |
| 3.4 温度检测电路的设计 |
| 3.5 电源切换电路 |
| 3.6 键显设计 |
| 3.7 硬件低功耗设计 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 超声波智能型热量表的软件设计 |
| 4.1 PIC18F8490程序设计 |
| 4.1.1 MPLAB-IDE编译环境介绍 |
| 4.1.2 单片机的主程序设计 |
| 4.1.3 单片机程序的软件低功耗策略 |
| 4.2 上位机软件的设计 |
| 4.2.1 LabVIEW软件简介 |
| 4.2.2 HART协议软件的实现 |
| 4.2.3 HART协议的应用层实现 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所发表的论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）基于USB总线的低功耗数字涡街流量计手操器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 涡街流量计手操器概述 |
| 1.2 手操器的存在现状及问题 |
| 1.3 课题的提出及意义 |
| 1.4 课题的主要研究内容和创新点 |
| 1.4.1 课题的主要研究内容 |
| 1.4.2 课题的创新点 |
| 第二章 USB 总线原理与主从机设计研究 |
| 2.1 USB 简介 |
| 2.2 总线拓扑结构及主从机功能研究 |
| 2.3 总线物理特性及主从机接口研究 |
| 2.4 USB 总线特性在主、从机上的实现 |
| 2.4.1 实现即插即用的特性 |
| 2.4.2 实现USB 通信的鲁棒特性 |
| 第三章 数字涡街流量计手操器的系统及功能模块硬件设计 |
| 3.1 数字涡街流量计手操器总体方案设计 |
| 3.2 手持部分系统整体方案设计 |
| 3.2.1 整体方案 |
| 3.2.2 功能模块组成 |
| 3.2.2.1 USB 接口设计 |
| 3.2.2.2 点阵液晶菜单显示单元设计 |
| 3.2.2.3 日历/时间/掉电保护单元设计 |
| 3.2.2.4 全数字按键输入单元设计 |
| 3.3 数字涡街流量计USB 通信系统整体方案设计 |
| 3.3.1 整体方案 |
| 3.3.2 USB 接口设计 |
| 3.4 数字涡街流量计手操器主、从机供电方案设计 |
| 第四章 基于层次化状态机的涡街流量计手操器系统软件设计 |
| 4.1 层次化状态机在本课题中的应用 |
| 4.1.1 层次化状态机概述 |
| 4.1.1.1 有限状态自动机的基本原理 |
| 4.1.1.2 有限状态机的表示方法 |
| 4.1.1.3 层次化状态机的引入 |
| 4.1.2 适用于单片机软件系统的层次化状态机编程要点 |
| 4.2 基于USB 总线的涡街流量计手操器主程序的层次化状态划分 |
| 4.2.1 手操器的主程序任务及状态研究 |
| 4.2.2 手操器主程序状态转移图的设计 |
| 4.3 基于USB 总线的涡街流量计手操器的主程序详细设计 |
| 4.3.1 全数字按键输入模块 |
| 4.3.2 点阵液晶显示模块 |
| 4.3.2.1 液晶显示总体方案设计 |
| 4.3.2.2 基于二叉树链表菜单显示设计的改进 |
| 4.3.3 USB 通信模块 |
| 4.4 涡街流量计USB 接口程序修改 |
| 4.5 涡街流量计手操器软件研究总结 |
| 第五章 基于USB 总线的涡街流量计手操器可靠性设计的研究 |
| 5.1 涡街流量计手操器抗干扰硬件设计研究 |
| 5.2 涡街流量计手操器抗干扰软件设计研究 |
| 5.3 涡街流量计手操器可靠性设计研究总结 |
| 第六章 运行结果与测试 |
| 第七章 总结与建议 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（6）基于HART总线的智能型涡街流量计的研究开发（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究意义 |
| 1.2 国内外现状及发展情况 |
| 1.3 现场总线仪表的发展及特点 |
| 1.4 本文的主要内容 |
| 2 涡街流量计信号分析及其信号处理 |
| 2.1 涡街流量计的基本原理 |
| 2.1.1 涡街现象 |
| 2.1.2 涡街的测量原理 |
| 2.2 涡街信号分析 |
| 2.3 涡街数字信号处理 |
| 2.3.1 信号处理方法的概述 |
| 2.3.2 FFT 周期图法 |
| 2.3.3 频谱校正 |
| 3 涡街流量计系统设计 |
| 3.1 系统设计概述 |
| 3.1.1 系统硬件组成 |
| 3.1.2 系统软件结构 |
| 3.2 单片机模块设计 |
| 3.2.1 MSP430 系列单片机 |
| 3.2.2 单片机电路设计 |
| 3.3 信号处理模块设计 |
| 3.3.1 前置放大电路 |
| 3.3.2 带通滤波与多路选择开关 |
| 3.3.3 施密特整形电路 |
| 3.4 人机接口模块设计 |
| 3.4.1 按键模块 |
| 3.4.2 LCD 显示模块 |
| 3.5 铁电存储器模块 |
| 3.6 看门狗模块 |
| 4 HART 通信设计 |
| 4.1 HART 通信协议 |
| 4.1.1 HART 协议的产生与发展 |
| 4.1.2 HART 总线的技术特点 |
| 4.1.3 HART 协议规范 |
| 4.2 HART 总线通信接口设计 |
| 4.2.1 HART 通信系统总体设计 |
| 4.2.2 电流环模块及其接口电路 |
| 4.2.3 HART 模块及其接口电路 |
| 4.3 HART 通信模块的软件设计 |
| 5 系统温压补偿及流量计算 |
| 5.1 温压检测电路设计 |
| 5.1.1 温度检测技术 |
| 5.1.2 压力检测技术 |
| 5.2 温度压力的采集软件设计 |
| 5.2.1 温度信号处理 |
| 5.2.2 压力信号处理 |
| 5.3 温压补偿数学模型 |
| 5.4 流量计算 |
| 6 涡街流量计的系统测试 |
| 6.1 HART 通信测试 |
| 6.2 涡街流量计流量测试 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
| B. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
（7）蒸汽实流标准装置的研究与开发（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 插图与附表清单 |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 蒸汽计量检定发展现状 |
| 1.3 蒸汽流量标准装置研究现状 |
| 1.4 本课题主要研究内容和创新点 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 流量标准装置综述 |
| 2.1 流量标准装置介绍 |
| 2.1.1 流量的定义 |
| 2.1.2 流量标准装置简介 |
| 2.1.3 气体流量标准装置 |
| 2.1.4 液体流量标准装置 |
| 2.1.5 蒸汽实流标准装置 |
| 2.2 流量标准装置控制系统 |
| 2.2.1 流量标准装置控制系统常见模式简介 |
| 2.2.2 流量标准装置控制系统设计原则 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 蒸汽实流标准装置相关技术研究 |
| 3.1 蒸汽状态调节装置温度前馈控制系统设计 |
| 3.1.1 温度调节问题的提出与分析 |
| 3.1.2 动态前馈控制在温度调节中的应用 |
| 3.1.3 压力扰动试验 |
| 3.2 基于换向器启停的双时间计数法研究 |
| 3.2.1 换向器原理分析及换向中心点获取 |
| 3.2.2 双时间计数法在脉冲输出流量计中的应用 |
| 3.2.3 基于换向器启停的双时间计数法研究总结 |
| 3.3 基于HART协议流量计的接入实现 |
| 3.3.1 HART通信协议简介 |
| 3.3.2 HART数字信号接入 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 蒸汽实流标准装置研制 |
| 4.1 蒸汽实流标准装置方案设计 |
| 4.1.1 标定方法选择 |
| 4.1.2 装置原理设计 |
| 4.1.3 装置结构设计 |
| 4.2 蒸汽实流标准装置计算机控制系统开发 |
| 4.2.1 控制系统硬件系统设计 |
| 4.2.2 控制系统下位机软件开发 |
| 4.2.3 控制系统上位机软件开发 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 蒸汽实流标准装置测试应用 |
| 5.1 涡街流量计在不同介质下的对比试验 |
| 5.1.1 涡街流量计的基本原理 |
| 5.1.2 试验装置与试验仪表 |
| 5.1.3 试验方案 |
| 5.1.4 试验数据处理 |
| 5.1.5 试验结果分析 |
| 5.2 V锥流量计的蒸汽实流标定 |
| 5.2.1 V锥流量计的基本原理 |
| 5.2.2 V锥流量计标定方法探讨 |
| 5.2.3 V锥流量计标定 |
| 5.2.4 V锥流量计标定结果验证 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者在攻读硕士学位期间的研究成果 |
| 作者简介 |
（8）电容式涡街流量计测量方法研究（论文提纲范文）
| 1 电容式涡街流量测量原理与系统组成 |
| 2 电容式涡街流量测量计信号处理方法比较 |
| 2.1 谱分析信号处理方法 |
| 2.2 自适应滤波信号处理方法 |
| 2.3 熵谱法信号处理方法 |
| 2.4 DSP软硬件结合信号处理方法 |
| 2.5 小波变换信号处理方法 |
| 2.6 数字滤波器信号处理方法 |
| 3 电容式涡街流量计研制的关键技术 |
| 3.1 先进的传感器设计 |
| 3.2 先进的现场总线设计 |
| 3.3 先进的数字信号处理方法的设计 |
| 4 结 语 |
（9）一种智能仪表辅助教学设备的完善（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文选题背景和意义 |
| 1.2 教学设备的国内外发展概况 |
| 1.3 论文研究内容及设计方案 |
| 1.3.1 论文研究内容 |
| 1.3.2 设计方案 |
| 1.4 辅助教学设备的设计思想 |
| 1.4.1 模块化设计 |
| 1.4.2 中间变量设计 |
| 1.4.3 设备面板设计 |
| 第2章 辅助教学设备的硬件设计 |
| 2.1 辅助教学设备的硬件设计 |
| 2.2 温度模拟转换模块 |
| 2.2.1 温度测量原理 |
| 2.2.2 温度变送器 |
| 2.3 涡街模拟转换模块 |
| 2.3.1 流量测量原理 |
| 2.3.2 涡街信号转换电路 |
| 2.4 数字处理模块 |
| 2.4.1 数据采集 |
| 2.4.2 EEPROM 读写电路 |
| 2.4.3 D/A 输出和电源模块 |
| 2.4.4 LCD 显示模块 |
| 2.4.5 HART 协议通信模块的硬件电路 |
| 第3章 辅助教学设备的软件设计 |
| 3.1 辅助教学设备的软件设计 |
| 3.2 主程序设计 |
| 3.3 测控程序设计 |
| 3.3.1 数据采集程序设计 |
| 3.3.2 数据处理程序设计 |
| 3.3.3 D/A 输出程序设计 |
| 3.3.4 LCD 显示程序设计 |
| 3.4 HART 通信模块的设计 |
| 3.4.1 HART 协议简介 |
| 3.4.2 HART 协议通信模块的软件设计 |
| 3.4.3 浮点数转化程序 |
| 3.5 软件的抗干扰设计 |
| 第4章 实验及结果的分析 |
| 4.1 温度变送器测试 |
| 4.2 涡街模块电路分析及频率测量实验 |
| 4.2.1 前置放大器分析 |
| 4.2.2 滤波限幅电路的分析 |
| 4.2.3 施密特整形电路的分析 |
| 4.2.4 涡街模块中间接点波形及频率信号测量 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
（10）智能涡街流量计及其HART通信协议的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 本课题的来源 |
| 1.1.1 存在问题 |
| 1.1.2 改进目标 |
| 1.2 涡街流量计的国内外发展概况 |
| 1.2.1 国外发展概况 |
| 1.2.2 国内发展概况 |
| 1.3 本课题研究的主要内容 |
| 1.4 本文的体系结构 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 涡街流量计简介 |
| 2.1 涡街流量计工作原理 |
| 2.2 涡街流量计的组成和结构 |
| 2.2.1 涡街流量计的组成 |
| 2.2.2 涡街流量计的结构 |
| 2.3 涡街流量计优点与局限性 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 MSP430F2274芯片特性说明 |
| 3.1 MSP430单片机概述 |
| 3.1.1 MSP430单片机的特点 |
| 3.2 MSP430F2274芯片特性说明 |
| 3.2.1 芯片外观及内部功能框图 |
| 3.2.2 芯片特性说明 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 智能涡街流量计系统设计 |
| 4.1 系统概述 |
| 4.1.1 系统硬件结构功能图 |
| 4.2 前置放大电路设计 |
| 4.3 低功耗电源模块设计 |
| 4.3.1 电源模块设计 |
| 4.4 温度和压力采集模块设计 |
| 4.4.1 测温电路设计 |
| 4.4.2 压力信号采集电路设计 |
| 4.5 单片机外围电路设计 |
| 4.5.1 微处理器与 EEPROM存储器的连接电路 |
| 4.5.2 单片机与按键显示模块电路 |
| 4.5.3 单片机掉电检测与电池电压监测电路 |
| 4.6 系统软件设计 |
| 4.6.1 系统工作过程分析 |
| 4.6.2 软件总体结构 |
| 4.6.3 流量测量与相关算法 |
| 4.6.3 按键部分设计 |
| 4.6.5 LCD显示模块设计 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 HART通信模块的研究 |
| 5.1 HART协议概述 |
| 5.1.1 HART协议物理层规范 |
| 5.1.2 HART协议数据链路层规范 |
| 5.1.3 HART协议的应用层规范 |
| 5.1.4 HART协议的优势 |
| 5.2 HART通信模块的硬件接口设计 |
| 5.2.1 AD421原理及其应用 |
| 5.2.2 A5191HRT及其附属电路 |
| 5.3 HART模块通信软件的实现 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 系统仿真测试 |
| 6.1 电路功耗分析 |
| 6.2 实验测试结果及分析 |
| 6.3 系统交互界面设计 |
| 6.4 HART通信测试 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录1 攻读学位期间发表的论文目录 |
| 附录2 各模块电路图 |
| 附录3 HART软件流程图 |
| 附录4 程序部分 |
四、一种基于现场总线HART协议的涡街流量计的设计与研制（论文参考文献）
- [1]面向特殊需求的涡街流量计关键技术研究[D]. 舒张平. 合肥工业大学, 2017(06)
- [2]基于HART总线的模糊PID控制算法研究及其应用[D]. 李陆骏. 上海交通大学, 2015(02)
- [3]SUPMAX800D系统HART通信卡的研究与设计[D]. 张盟. 华东理工大学, 2012(06)
- [4]基于超声波的智能型热量表的研究[D]. 马超. 河北科技大学, 2012(07)
- [5]基于USB总线的低功耗数字涡街流量计手操器研究[D]. 刘建. 天津大学, 2012(08)
- [6]基于HART总线的智能型涡街流量计的研究开发[D]. 李建平. 重庆大学, 2011(01)
- [7]蒸汽实流标准装置的研究与开发[D]. 徐益挺. 浙江大学, 2011(07)
- [8]电容式涡街流量计测量方法研究[J]. 江伟,袁芳,李跃忠. 安徽大学学报(自然科学版), 2009(03)
- [9]一种智能仪表辅助教学设备的完善[D]. 陈鹏飞. 中国石油大学, 2009(03)
- [10]智能涡街流量计及其HART通信协议的研究[D]. 杜秀娟. 烟台大学, 2009(07)
标签：涡街流量计论文; 手操器论文; 通信论文; 基于单片机的温度控制系统论文; hart手操器论文;