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HART協(xié)議智能PILZ壓力變送器研究
近年來信息技術的高速發(fā)展,一方面使傳感器、變送器等設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化、多功能和智能化方向發(fā)展。現(xiàn)場總線技術正是在這種工業(yè)測量和自動化系統(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。

HART協(xié)議智能PILZ壓力變送器研究
PILZ壓力變送器主要是測量壓力,這一點和壓力表的功能一樣,還有一個zui主要功能就是將所測的壓力值轉換成電流或電壓信號,并可以輸出到二次儀表,再由二次儀表轉換為對應的壓力值。智能型變送器集傳感和現(xiàn)場通信于一體,是應用這類技術的典型智能化儀表,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)點外,更具實時性和智能化的優(yōu)勢,在科研測量、工業(yè)自動化生產(chǎn)控制等方面有著廣泛的應用,具有很重要的研究與開發(fā)價值。現(xiàn)場總線技術是當前自動檢測技術發(fā)展的熱點,它具有開放、數(shù)字式和多點通信的底層控制網(wǎng)絡?？偩€技術向全數(shù)字化發(fā)展是必然趨勢,但由于傳統(tǒng)的基于4～20mA的模擬設備仍然廣泛的應用于工業(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)議應運而生。該協(xié)議基于Bell202通信標準,在4～20mA的模擬信號上疊加不同的頻率信號來傳送數(shù)字信號。以HART協(xié)議為通信標準,研究和設計單片機和傳感器系統(tǒng)結合為智能型變送器系統(tǒng)。論文在介紹了HART協(xié)議的基礎上,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)模塊、傳感器模塊、通信模塊和A/D及D/A模塊——的設計;然后,對系統(tǒng)的軟件結構進行了分析和設計,提出了利用數(shù)據(jù)融合基礎解決實際中多參數(shù)測試交叉靈敏度問題的方法;接著,重點介紹了智能變送器的現(xiàn)場通信、系統(tǒng)參數(shù)設置和調試。針對工業(yè)壓力檢測,選用合適的傳感器、單片機,并設計了信號的獲取、調理、放大、輸出電路,實現(xiàn)了智能化的PILZ壓力變送器。首先,選用了測量方法簡單、精確度高的電阻應變片為壓力傳感器,將被測壓力轉換為相應的電壓信號。其次,通過放大電路,將傳感器輸出的小信號,放大到單片機A/D轉換器能夠采集的范圍。再次,設計單片機的外部電路和內部軟件部分以實現(xiàn)對電壓信號的顯示。zui后,實現(xiàn)了電壓電流信號的輸出。

HART協(xié)議智能PILZ壓力變送器研究
整套設計,成功的實現(xiàn)了對壓力信號的采集,從模擬信號到數(shù)字信號的轉換、顯示,以及電壓電流信號的輸出。同時,利用單片機是一低功耗系統(tǒng)這一特點,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)。