HART協(xié)議智能PILZ壓力變送器研究
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?，F(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)。

HART協(xié)議智能PILZ壓力變送器研究
PILZ壓力變送器主要是測(cè)量壓力,這一點(diǎn)和壓力表的功能一樣,還有一個(gè)zui主要功能就是將所測(cè)的壓力值轉(zhuǎn)換成電流或電壓信號(hào),并可以輸出到二次儀表,再由二次儀表轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的壓力值。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?，F(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)。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PILZ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。針對(duì)工業(yè)壓力檢測(cè),選用合適的傳感器、單片機(jī),并設(shè)計(jì)了信號(hào)的獲取、調(diào)理、放大、輸出電路,實(shí)現(xiàn)了智能化的PILZ壓力變送器。首先,選用了測(cè)量方法簡(jiǎn)單、精確度高的電阻應(yīng)變片為壓力傳感器,將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓信號(hào)。其次,通過放大電路,將傳感器輸出的小信號(hào),放大到單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換器能夠采集的范圍。再次,設(shè)計(jì)單片機(jī)的外部電路和內(nèi)部軟件部分以實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓信號(hào)的顯示。zui后,實(shí)現(xiàn)了電壓電流信號(hào)的輸出。

HART協(xié)議智能PILZ壓力變送器研究
整套設(shè)計(jì),成功的實(shí)現(xiàn)了對(duì)壓力信號(hào)的采集,從模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換、顯示,以及電壓電流信號(hào)的輸出。同時(shí),利用單片機(jī)是一低功耗系統(tǒng)這一特點(diǎn),可在工業(yè)生產(chǎn)中提供穩(wěn)定的控制性能,確保安全高效的生產(chǎn)。