具有标准以太网接口的电磁流量计制造技术

本实用新型专利技术涉及一种具有标准以太网接口的电磁流量计，主控制模块与以太网通讯模块双向连接，电源模块同时与传感器、接线端子模块、主控制模块、以太网通讯模块双向连接，传感器与电源模块和主控制模块双向连接，接线端子模块与以太网通讯模块双向连接，主控制模块与液晶显示及按键模块双向连接；本实用新型专利技术的有益效果为：具有时钟显示、掉电存储、自诊断报警等功能，可实现在工业以太网内的数字化通信，访问和控制，具有较强的通信速率和抗干扰性能；实现了工业控制网络与企业信息网络的无缝连接，形成企业级管控一体化的全开放网络。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电磁流量计，特别涉及一种具有标准以太网接口的电磁流量 计。
技术介绍
随着IT技术的飞速发展和工业自动化要求的不断提高，工业控制领域需要一种 高速、廉价、实时性和开放性好、稳定性和准确性高的网络，以太网技术具有价格低廉、稳定 可靠、通信速率高、软硬件产品丰富、应用广泛以及支持技术成熟等优点，特别适应于工业 控制领域的新需求。工业以太网中最典型的形式是以太网技术与TCP/IP协议栈相结合，在 设备中嵌入以太网通讯接口，嵌入TCP/IP协议便可形成支持以太网、TCP/IP协议和Web服 务器的hternet现场节点。在企业内部，可以利用企业信息网络，进行工厂实时运行数据 的发布和显示，在应用层协议尚未统一的环境下，管理者可直接实现对生产现场的监视与 控制，进而实现实时监控、在线设备调试及设备故障诊断和处理。
技术实现思路
鉴于工业控制网络系统的优点，本技术的目的在于提供一种具有标准以太网 接口的电磁流量计，将其应用于工业控制现场，实现系统的流量检测功能，实现电磁流量计 的网络化通讯。本技术采用的技术方案为一种具有标准以太网接口的电磁流量计， 包括主控制模块、以太网通讯模块、传感器、电源模块，接线端子模块和液晶显示及按键模 块构成，其特征在于主控制模块与以太网通讯模块双向连接，电源模块同时与传感器、接 线端子模块、主控制模块、以太网通讯模块双向连接，传感器与电源模块和主控制模块双 向连接，接线端子模块与以太网通讯模块双向连接，主控制模块与液晶显示及按键模块双 向连接；所述的主控制模块由微处理器，数据采集电路、电源转换电路、可编程时钟输出电 路和EEPROM存储器构成，其连接为微处理器同时与电源转换电路、可编程时钟输出电路 和EEPROM存储器双向连接，与数据采集电路单向连接；所述的以太网通讯模块由网络变压 器、以太网控制器、ARM处理器芯片、标准JTAG电路构成，其连接为标准JTAG电路、ARM处理 器芯片、以太网控制器、网络变压器依次双向连接。本技术的有益效果为具有时钟显示、掉电存储、自诊断报警等功能，可实现 在工业以太网内的数字化通信，访问和控制，具有较强的通信速率和抗干扰性能；实现了工 业控制网络与企业信息网络的无缝连接，形成企业级管控一体化的全开放网络。附图说明图1为本技术的电路总体结构框图。图2为本技术的主控制模块的程序流程图。图3为本技术的以太网通讯模块的程序流程图。具体实施方式采用P89C51RD2微处理器、标准JTAG电路、PCF8563T时钟/日历芯片、带看门狗 的串行EEPROM存储器X5325PI、AT91SAM7x256的ARM处理器、以太网控制器采用集成PHY 层的 RTL8201。如图1所示，主控制模块由P89C51RD2微处理器，数据采集电路，电源转换电路， 可编程时钟输出电路和EEPROM存储器构成，对采集的传感器数据进行处理、通过串口遵照 自定义的通信交互协议与以太网通讯模块的通讯、存储必要的采集和菜单设置数据、菜单 功能的实现、按键响应等功能。其中P89C51RD2微处理器为主控制模块的核心；数据采集 电路用于采集传感器产生的感应电动势，对信号进行放大、滤波及采样保持；电源转换电路 将电源模块产生的信号进行电平转换，产生主控制模块各芯片所需的电源信号；可编程时 钟输出电路为电磁流量计提供显示时钟，通过IIC总线与P89C51RD2微处理器进行通信； EEPROM存储器用于保存必要的数据，以免掉电后重要数据的丢失。主控制模块工作流程包括以下步骤，⑴初始化微处理器通电后首先关闭中断， 对微处理器芯片及其外围芯片进行初始化，包括微处理器芯片串口初始化及中断优先级设 置，对外围EEPR0M、时钟芯片、AD采样芯片进行初始化及液晶屏显示初始化；⑵以太网通信 的映射变量和写映射变量初始化打开中断，进行以太网通信的映射变量和写映射变量初 始化；⑶进入主循环完成掉电检测，不掉电时定时器每1秒置位自定义标志变量一次，进 行流量检测采集、读写以太网映射变量、存储时间及累计流量，定时器每500毫秒置位自定 义标志变量一次，进行屏幕刷新，如有按键操作，完成按键响应。以太网通讯模块由网络变压器，以太网控制器，ARM处理器芯片，标准JTAG电路及 外围电路构成。网络变压器分别与以太网控制器和RJ45相连，实现网络信号与片上通讯信 号的隔离，提高系统的抗干扰能力；以太网控制器为集成了 PHY层的网络芯片，其外接晶振 为25MHz，通过MII接口与ARM处理器芯片相连，实现网络数据的收发；ARM处理器芯片与 以太网控制器相连，实现以太网数据报文的接受与发送，完成与以太网控制器和P89C51RD2 微处理器间的数据交换；标准JTAG电路与ARM处理器相连，实现ARM处理器的程序下载及 仿真调试；外围电路主要实现电平转换，为以太网通讯模块提供工作电源。以太网通讯模块 与主控制模块通过串行接口进行数据交互，使仪表具有实时以太网通信的功能。上位组态 软件可以对符合TCP/IP协议的现场设备进行组态和监控，实现设备管理和信息访问。以太网通讯模块工作流程包括以下步骤，⑴初始化该模块通电后，ARM和网络芯 片初始化，设置时钟和外围控制器并移植嵌入式操作系统UC/OS-II和嵌入式TCP/IP网络 协议；⑵发送报文当接收到主控制模块发送的报文时，提取主控制模块报文中的数据部 分，添加TCP/IP报头后发送到以太网中；⑶当接收到网络中的TCP/IP报文时，提取TCP/IP 报文中的数据部分，添加主控制模块报头后发送到主控制模块中。电源模块通过整流电路、隔离变压器将220V交流电源转换成直流5V和24V电源， 为整个系统提供工作电源。电源模块中还包括激磁回路和励磁断线检测电路，激磁回路接 受P89C51RD2微处理器产生的励磁信号，为励磁线圈供电，若励磁回路断路，励磁断线检测 电路会产生励磁断线报警信号传送给P89C51RD2微处理器。液晶显示及按键模块用于仪表瞬时流量、累计流量、单位、提示信息等的显示，3个 按键可根据用户要求设置仪表菜单等工作。接线端子模块包含交流电源接口和网络接口 RJ45，用于交流电源的供电和网络传 输，以太网接口直接连接工业交换机。接线端子模块还包含热敏电阻和保险丝，用于电路过 流时为系统提供保护。如图2所示，P89C51RD2微处理器通电后首先关闭中断，对P89C51RD2芯片及其外 围芯片进行初始化，包括P89C51RD2芯片串口初始化及中断优先级设置，对外围EEPR0M、时 钟芯片、AD采样芯片进行初始化及液晶屏显示初始化，然后打开中断，进行以太网通信的映 射变量和写映射变量初始化，之后进入主循环，主循环中完成掉电检测、流量检测采集、读 写以太网映射变量、存储时间及累计流量、屏幕刷新、按键响应等功能。如图3为所示，以太网通讯模块为封装了 TCP/IP通信协议栈的以太网通讯接口模 块，其中集成了 TCP/IP通信协议栈以及为与主控制模块交互数据而自定义的通信交互协 议，实现了工业以太网数据的确定性通信。TCP/IP通信协议栈实现以太网数据报文的接受 与发送，实现工业以太网控制系统结构中各个层次的协议规范。以太网通讯模块整个软件系统移植有嵌入本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种具有标准以太网接口的电磁流量计，包括主控制模块、以太网通讯模块、传感器、电源模块，接线端子模块和液晶显示及按键模块构成，其特征在于：主控制模块与以太网通讯模块双向连接，电源模块同时与传感器、接线端子模块、主控制模块、以太网通讯模块双向连接，传感器与电源模块和主控制模块双向连接，接线端子模块与以太网通讯模块双向连接，主控制模块与液晶显示及按键模块双向连接；所述的主控制模块由微处理器，数据采集电路、电源转换电路、可编程时钟输出电路和ＥＥＰＲＯＭ存储器构成，其连接为微处理器同时与电源转换电路、可编程时钟输出电路和ＥＥＰＲＯＭ存储器双向连接，与数据采集电路单向连接；所述的以太网通讯模块由网络变压器、以太网控制器、ＡＲＭ处理器芯片、标准ＪＴＡＧ电路构成，其连接为标准ＪＴＡＧ电路、ＡＲＭ处理器芯片、以太网控制器、网络变压器依次双向连接。

【技术特征摘要】
1. 一种具有标准以太网接口的电磁流量计，包括主控制模块、以太网通讯模块、传感 器、电源模块，接线端子模块和液晶显示及按键模块构成，其特征在于主控制模块与以太 网通讯模块双向连接，电源模块同时与传感器、接线端子模块、主控制模块、以太网通讯模 块双向连接，传感器与电源模块和主控制模块双向连接，接线端子模块与以太网通讯模块 双向连接，主控制模块与液晶显示及按键模块双向连接；所述的主...

【专利技术属性】
技术研发人员：李萌，杨彬，邴哲松，皇甫晓蓉，
申请(专利权)人：中环天仪股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：12