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上海申思特自動(dòng)化設(shè)備有限公司
主營(yíng)產(chǎn)品： 美國(guó)E E傳感器,美國(guó)E E減壓閥,意大利ATOS阿托斯油缸,丹麥GRAS麥克風(fēng),丹麥GRAS人工頭, ASCO電磁閥,IFM易福門傳感器 |
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2016-12-19 閱讀(450)
基于HART協(xié)議的智能PILZ變送器設(shè)計(jì)
隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展,自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)生了深刻的變革。從微觀層面看,自動(dòng)化系統(tǒng)中的儀器儀表向智能化方向發(fā)展；從宏觀層面看,自動(dòng)化系統(tǒng)經(jīng)歷著由分布式控制系統(tǒng)向現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的變化。智能儀表不僅提高了儀表本身的性能,還能與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)結(jié)合改變整個(gè)控制系統(tǒng),因此基于現(xiàn)場(chǎng)總線的智能儀表研究有著重要意義。
基于HART協(xié)議的智能PILZ變送器設(shè)計(jì)
由于傳統(tǒng)的基于4到20mA模擬信號(hào)的設(shè)備仍然廣泛應(yīng)用,能夠兼容模擬和數(shù)字通信方式的總線技術(shù)有著巨大需求,HART協(xié)議就是在此背景下產(chǎn)生的。HART總線技術(shù)將數(shù)字信號(hào)疊加到現(xiàn)有模擬線路上,使得模擬儀表的數(shù)字化改造有了可能。我國(guó)的自動(dòng)化系統(tǒng)需要升級(jí)模擬儀表的低成本解決方案,因此設(shè)計(jì)基于HART協(xié)議的智能PILZ變送器具有迫切的現(xiàn)實(shí)意義。HART協(xié)議是目前上過程控制領(lǐng)域一個(gè)熱點(diǎn),通過HART通信技術(shù)可以延伸到現(xiàn)場(chǎng)級(jí)儀表,給控制體系帶來一場(chǎng)革命?？紤]到我國(guó)目前傳統(tǒng)的基于4～20mA的模擬設(shè)備仍然廣泛的應(yīng)用于工業(yè)控制,HART通信技術(shù)是在傳輸線上既傳輸模擬量信號(hào)又傳輸數(shù)字信號(hào),設(shè)計(jì)了由MSP4 30F449單片機(jī)為主控芯片,HT2015 HART芯片為調(diào)制解調(diào)的協(xié)議轉(zhuǎn)換器,實(shí)現(xiàn)了PC機(jī)對(duì)模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控。根據(jù)HART協(xié)議規(guī)范,設(shè)計(jì)以C8051F410微處理器為核心的智能PILZ變送器,利用4到20mA模擬信號(hào)傳送主變量,FSK信號(hào)進(jìn)行數(shù)字通信。C8051F410處理器的低功耗特點(diǎn)在硬件層面上解決了PILZ變送器低功耗的問題。數(shù)字通信實(shí)現(xiàn)了對(duì)PILZ變送器發(fā)送命令進(jìn)行控制的功能,在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了與主設(shè)備同步、增益校正、增益計(jì)算、測(cè)量標(biāo)定等功能。測(cè)量標(biāo)定功能可以將若干個(gè)標(biāo)定點(diǎn)存入Flash中保存,根據(jù)其計(jì)算電流輸出值可以實(shí)現(xiàn)分段化的非線性校正。本文對(duì)智能PILZ變送器的電源單元、信號(hào)單元、通信單元和處理單元的硬件設(shè)計(jì)做了介紹,著重分析了HART調(diào)制解調(diào)器與4到20mA電流環(huán)的耦合方式；對(duì)系統(tǒng)軟件的組成也做了介紹,特別是HART命令層功能的實(shí)現(xiàn)程序和輸出電流的分段化非線性校正程序。此外還一并介紹了調(diào)試過程中需要使用到的HART/RS232轉(zhuǎn)換器的硬件和軟件設(shè)計(jì)。
