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PILZ皮爾茲變送器中HART通信協(xié)議的應(yīng)用
近年來信息技術(shù)的高速發(fā)展，一方面使傳感器、變送器等設(shè)備向著高精度和高可靠性方向發(fā)展，另一方面也使得儀器和儀表向自動(dòng)化、多功能和智能化方向發(fā)展。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)正是在這種工業(yè)測(cè)量和自動(dòng)化系統(tǒng)的深刻變革中能夠發(fā)揮巨大作用，因而得以很快發(fā)展的一類技術(shù)。智能型變送器集傳感和現(xiàn)場(chǎng)通信于一體，是應(yīng)用這類技術(shù)的典型智能化儀表，與傳統(tǒng)的變送器相比，除具有更高精度、高可靠性和穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)外，更具實(shí)時(shí)性和智能化的優(yōu)勢(shì)，在科研測(cè)量、工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)控制等方面有著廣泛的應(yīng)用，具有很重要的研究與開發(fā)價(jià)值。

PILZ皮爾茲變送器中HART通信協(xié)議的應(yīng)用
現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是當(dāng)前自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)，它具有開放、數(shù)字式和多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)。總線技術(shù)向全數(shù)字化發(fā)展是必然趨勢(shì)，但由于傳統(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，為滿足從模擬到全數(shù)字的過渡，兼顧模擬和數(shù)字兩種通信方式的HART協(xié)議應(yīng)運(yùn)而生。該協(xié)議基于Bell202通信標(biāo)準(zhǔn)，在4～20mA的模擬信號(hào)上疊加不同的頻率信號(hào)來傳送數(shù)字信號(hào)。本課題就是以HART協(xié)議為通信標(biāo)準(zhǔn)，研究和設(shè)計(jì)單片機(jī)和傳感器系統(tǒng)結(jié)合為智能型變送器系統(tǒng)。論文在介紹了HART協(xié)議的基礎(chǔ)上，首先較為詳盡的介紹了智能壓力變送器各硬件模塊——微處理器（單片機(jī)）模塊、傳感器模塊、通信模塊和A/D及D/A模塊——的設(shè)計(jì)；然后，對(duì)系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)，提出了利用數(shù)據(jù)融合基礎(chǔ)解決實(shí)際中多參數(shù)測(cè)試交叉靈敏度問題的方法；接著，重點(diǎn)介紹了智能變送器的現(xiàn)場(chǎng)通信、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和調(diào)試。zui后，論文對(duì)在開發(fā)研制過程中軟硬件調(diào)試中所遇到的問題和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)。首先，論文對(duì)HART協(xié)議做了較全面的分析。HART協(xié)議采用ISO/OSI簡(jiǎn)化模型，ISO/OSI分為七個(gè)功能層，HART協(xié)議只用了*、二、七層即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。其中物理層規(guī)定了信號(hào)的傳輸方式以及信號(hào)電平等內(nèi)容，數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)定了設(shè)備類型以及數(shù)據(jù)傳輸幀格式，應(yīng)用層規(guī)定了HART協(xié)議的各種命令及響應(yīng)碼。 其次，論文以HART協(xié)議為通信標(biāo)準(zhǔn)，提出了智能變送器系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)的方法。并為傳統(tǒng)變送器的HART改造作了可行性分析。通過對(duì)HART通信協(xié)議的掌握，研究和設(shè)計(jì)了微處理器和傳感器系統(tǒng)相結(jié)合的智能變送器系統(tǒng)。論文在介紹了HART協(xié)議的基礎(chǔ)上著重研究了智能變送器的硬件和軟件設(shè)計(jì)，硬件上較為詳盡的介紹了智能變送器的各個(gè)設(shè)計(jì)模塊--微處理器模塊、傳感器模塊、通信模塊和A/D、D/A模塊的設(shè)計(jì)；軟件上對(duì)系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)，重點(diǎn)介紹了數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層的實(shí)現(xiàn)，其中包括測(cè)控程序、通信程序的實(shí)現(xiàn)；此外，提出了利用數(shù)據(jù)融合基礎(chǔ)解決實(shí)際中多參數(shù)測(cè)試交叉靈敏度問題的方法。 zui后，通過使用智能壓力變送器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)通信試驗(yàn)和調(diào)試，并對(duì)在開發(fā)研制過程中硬件和軟件調(diào)試中所遇到的問題和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)。

PILZ皮爾茲變送器中HART通信協(xié)議的應(yīng)用
現(xiàn)場(chǎng)總線是目前上過程控制領(lǐng)域一個(gè)熱點(diǎn)，通過現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)字通信技術(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。考慮到我國(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，為滿足從模擬到全數(shù)字的過渡HART協(xié)議應(yīng)運(yùn)而生。該協(xié)議基于Bell202通信標(biāo)準(zhǔn)，在4～20mA的模擬信號(hào)上疊加不同的頻率信號(hào)來傳送數(shù)字信號(hào)。其特點(diǎn)是在現(xiàn)有的模擬信號(hào)傳輸線上實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)通信，屬于模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)變過程中的過渡產(chǎn)品，由于這項(xiàng)技術(shù)屬于承前啟后的研究，所以，在當(dāng)前的過渡時(shí)期具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，得到了較快發(fā)展。