HART通信協(xié)議在智能變送器中應用的研究.pdf

1、現(xiàn)場總線是目前國際上過程控制領域一個熱點，通過現(xiàn)場總線數(shù)字通信技術可以延伸到現(xiàn)場級儀表，給控制體系帶來一場革命。考慮到我國目前傳統(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。其特點是在現(xiàn)有的模擬信號傳輸線上實現(xiàn)數(shù)字信號通信，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，由于這項技術屬于承前

2、啟后的研究，所以，在當前的過渡時期具有較強的市場競爭能力，得到了較快發(fā)展。 首先，論文對HART協(xié)議做了較全面的分析。HART協(xié)議采用ISO/OSI簡化模型，ISO/OSI分為七個功能層，HART協(xié)議只用了第一、二、七層即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應用層。其中物理層規(guī)定了信號的傳輸方式以及信號電平等內(nèi)容，數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)定了設備類型以及數(shù)據(jù)傳輸幀格式，應用層規(guī)定了HART協(xié)議的各種命令及響應碼。 其次，論文以HART協(xié)議為通信標準

3、，提出了智能變送器系統(tǒng)總體方案設計的方法。并為傳統(tǒng)變送器的HART改造作了可行性分析。通過對HART通信協(xié)議的掌握，研究和設計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)議的基礎上著重研究了智能變送器的硬件和軟件設計，硬件上較為詳盡的介紹了智能變送器的各個設計模塊——微處理器模塊、傳感器模塊、通信模塊和A/D、D/A模塊的設計；軟件上對系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)進行了分析和設計，重點介紹了數(shù)據(jù)鏈路層和應用層的實現(xiàn)，其中包括測