FF本质安全总线型双转子流量计的研究

　　0　引言

　　引进美国布鲁克斯(BROOKS)公司的技术及关键设备而联合生产的双转子流量计。其具有运转平稳、噪声低、磨损小、准确度高、粘度适应性强,以及除能计量一般液体介质外,还能计量一般容积式流量计不宜计量的含微细固体颗粒的原油,及丁烷、丙烷、乙烷、汽油等低润滑性液体,而且流量大、寿命长和可靠性高。

　　但由于不具备在线通讯和网络功能,在计算机网络系统已广泛应用的今天,不能适应现代自动控制系统的需要;因此,为了扩大仪表的使用范围,通过采用MCS80C196CK单片机与基金会总线接口芯片,使双转子流量计和微处理机相结合,研制的具有本质安全FF总线接口的网络型双转子流量计,可以广泛应用于石油、化工、贸易等行业。

　　1　FF基金会现场总线

　　1·1　FF基金会总线的特点

　　FF是现场总线基金会(Fieldbus Foundation)的缩写。现场总线基金会是国际公认的、唯一不附属于某企业、非商业化的国际标准化组织。其宗旨是制定单一的国际现场总线标准。FF以ISO/OSI参考模型为基础,取其物理层、链路层和应用层为FF通信模型的相应层次,并在此基础上增加了用户层。基金会现场总线分为低速现场总线和高速现场总线两种通信速率。低速现场总线Hl的传输速率为31·25kB/s,高速现场总线HSE的传输速率为100MB/s, Hl支持总线供电和本质安全特性。最大通信距离为1 900m(如果加中继器可延长至9 500m);非总线供电最多可直接连接32个节点,总线供电最多可直接连接13个节点,具有本质安全要求时最多可直接连接6个节点。如果加中继器最多可连接240个节点。通信介质为双绞线、光缆或无线电。

　　1·2　现场总线通信协议模型

　　工业控制系统用现场总线技术源于IT的计算机网络技术,但又不同于IT网络。国际电工委员会建立了全新的IEC61158现场总线通信协议模型,该模型在OSI七层模型的基础上增加了面向用户的第八层用户层,现场总线协议模型如图1所示。从图中看出,现场总线模型由物理层、数据链路层、应用层和用户层组成。

　　1·3　基金会总线控制器FB3050工作原理

　　FB3050现场总线控制器具有如下特点:具有适用于ISA SP50-02-1992第二部分现场总线物理层定义;内含曼彻斯特(Manchester)编码器和译码器;片内有两个通道的DMA控制器;可自动进行极性探测和校正;自动接收帧校验序列(FCS)探测;软件控制的发送FCS发生器;自动信息类型和地址识别; 31·25kB/s和1MB/s的数据率;内有发送器超长(Jabber)禁止电路;可与所有通用微处理器和微控制器兼容;可屏蔽多源中断结构以减少中断响应次数;具有CMOS低功耗和省电方式;有可用于数据链路层定时的定时器;采用100针TQFP封装形式。