摘要：本文详细介绍了AD420在AGC控制系统中的应用，给出了AD420的硬件设计和软

　　件设计。

　　关键词：D/A转换;二线制;电厂控制;AGC

　　方式将多个AD420相连，以便用于某些特殊的控制场合;后者需两根线，其与微机之间的通讯需光耦隔离器件。另外，不同的接口方式对应不同的通讯时序。 引言

　　在电厂的控制系统中，机组的远方指令由调度系统发出，经规约转换后，输出电流、电压，电流电压信号通过硬接点方式与DCS连接，直接控制到机组，控制发电厂内的发电机功率自动调节装置。具有将调度中心AGC指令转换为4～20mA电流信号下达给发电机控制

　　系统的功能。ADI公司的输出电流为4-20mA、0-20 mA或0-24mA，分辨率为16位，具有灵活的串行数字接口(最大可达3.3M位/秒)的AD420适合于我们的系统控制要求。设计中要求AD420输出电流范围为4-20 mA. AGC系统控制流程如图1所示:

　　AD420

　　AD420是一个将全数字转换为电流或电压输出的模数变换器。它是一具有高精度、完全集成化、低成本、24引脚、SOIC或PDIP封装的单芯片，其输出信号可以是电流信号也可以是电压信号。电流信号的输出范围可以是4-20mA、0-20 mA或0-24mA，具体的输出范围是通过对RANGE SELECTl、RANGE SELECT2的配置来实现的，其真值表见表1。当需输出的信号为电压时，需外接一个缓冲放

　　图1 AGC系统控制流程图

　　硬件设计

　　AGC控制的硬件设计见图2。

　　图2 AGC控制系统的硬件设计 它包括以下几部份：由C1、C2和C3组成的保证满量程变化的建立时间为3ms的电路，复位电路，MC1487组成的通讯电路，AT9346组成的掉电保持电路及提供24V的电源模块等。下面对各部分的配置加以具体说明。

　　(2) 为了保证4-20mA的输出电流。设计中仅需外接三个普通的、取值分别为C1=0.01uF, C2=0.01uF, C3=0.003 uF的滤波电容，便可实现电流的输出。

　　(3) 采用PWG-7W-S24的电源模块，

　　提供24V的直流电源。 (1) 通过范围配置引脚4、5的设置能实现电流环或电压的输出功能，其配置情况见

　　(4) 与外围接口采用485通讯，并且

　　每次写给AD420的值会保存在93C46里，具 表1。当要求AD420输出电流范围为4-20mA，

　　则其引脚4 RANGE SELECT2接低电平“0”，引脚5 RANGE SELECT1接高电平“1”。

　　有了掉电保持功能。保证掉电后输出的直流量

　　不会发生变化。

　　另外，在我们的应用中采用两线制的异步

　　通讯方式，每个51芯片可以接8个AD420芯片。

　　表1配置引脚真值表

软件设计

　　软件设计按以下步骤实现：

　　(1)对AD420操作的时序见图3，

　　图3 异步方式通讯时序 图4 程序流程图

　　程序初始化时将CLOCK置“0”，DATA IN置“1”。开始写数据时前先写入起始位，将DATA IN保持16个时钟周期的“0”。然后开始写数据，每一位都保持16个时钟周期。写完后将DATA IN置“1”，保持16个时钟周期，数据写完，最后将CLOCK置“0”，DATA IN置“1”。

　　(2)为满足AD420输出4-20mA的对应关系，需将要模/数转换的数字量进行适当的换算，即软件设计中需先将转换的一批数字中最大的数字量换算为全“1”(216=65535)，即让需转换的最大的数字量对应的AD输出模拟量为20mA，对应的算法如下：

　　y=x/y*216

　　式中x代表需转换的实际值，y代表将输入AD420中进行模数转换的数字量。

　　主程序流程见图4。

　　结语

　　此电路已用于我们的电厂控制系统中，实践应用表明，AD420外接器件少、易操作、工作稳定可靠、精度高，可以方便的用于闭环控制中。

　　参考文献

　　1.Analog Devices.Serial input 16Bit4-20mA,0-20mA DAC AD420

　　2.金春雨 陶淼 吴志勇 屈新芬 AD420在远程控制系统中的应用，电子产品世界，2002.4.A