基于HART協(xié)議的低功耗智能電氣閥門定位器.pdf

1、現(xiàn)場總線及由此產(chǎn)生的現(xiàn)場總線智能儀表將成為未來工業(yè)過程控制的發(fā)展方向。HART 協(xié)議是現(xiàn)場總線的一種過渡性協(xié)議，可使數(shù)字與模擬信號同時傳送且互不干擾，實現(xiàn)雙向通訊。目前，由于模擬儀表的大量使用，開發(fā)研究基于HART協(xié)議的智能閥門定位器具有良好的應(yīng)用價值和市場前景。 本文介紹了一種基于HART 協(xié)議的低功能智能型電氣閥門定位器的設(shè)計方案。該方案可用于控制氣動直行程和角行程執(zhí)行器，實現(xiàn)閥門的準確定位。另外，還可與其它智能現(xiàn)場設(shè)備或上

2、位機進行雙向通信，具有自診斷、遠程組態(tài)等功能。 本論文主要完成以下幾個方面研究： 1．完善了以MSP430單片機為核心的硬件體系結(jié)構(gòu)，其中包括中央控制單元、HART接口單元、電源電路、I/P控制電路、保護電路、人機界面接口和閥位反饋電路等； 2．增加手動初始化的功能，進一步擴展了定位器的適用范圍；對閥門定位器的工作特性進行研究，實現(xiàn)運行時參數(shù)的自動檢測，完善定位器控制算法； 3．編寫基于uC/OS-Ⅱ?qū)崟r

3、操作系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件，包含HART通信模塊、組態(tài)模塊和控制模塊三個部分：HART通信模塊實現(xiàn)了HART通信協(xié)議應(yīng)用層規(guī)定的功能；組態(tài)模塊主要完成系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定及參數(shù)自整定功能；控制模塊通過調(diào)節(jié)進入執(zhí)行機構(gòu)的空氣流量，實現(xiàn)準確定位。與常規(guī)定位器相比，該定位器具有控制精度高、能耗低、調(diào)整方便、適用范圍廣及可任意選擇調(diào)節(jié)閥流量特性和分程范圍等優(yōu)點，同時該定位器還具有自診斷和故障報警等功能，有著廣泛的市場需求，并將在相當長的一段時間內(nèi)發(fā)揮主導作用。