基于HART协议的智能仪表通信电路设计

从HART协议智能仪表的功能和协议要求出发,详细分析了HART协议智能仪表通信的设计重点、难点和关键技术,设计了完整的HART协议智能仪表通信的实用电路,可以实现HART协议智能仪表通信的基本功能。该智能仪表可用于实时监测,低功耗并且具有兼容模拟和数字通信的能力。     

基于HART协议的二线制涡轮流量变送器的开发

以HART协议为通信标准,提出了系统的总体方案设计,通过对HART协议的理解与掌握,详细的给出了基于涡轮流量变送器的软硬件设计;硬件设计部分包括涡轮脉冲采集模块,微处理器模块,HART通信模块和4~20 mA环路电流模块4个模块,其中HART通信模块采用HART调制解调器芯片AD5700实现,4~20 mA环路电流模块采用环路供电专用芯片AD5421实现,二者共同构成了HART协议的物理层接口,文章硬件电路所采用的都是低功耗芯片,用纯硬件的方法解决了HART总线设备的低功耗难点;软件设计部分包括主监控程序、变送计算程序和HART协议通信程序3个程序模块,重点讲述了HART协议的数据链路层和应用层的实现过程;最后文章对涡轮流量变送器的二线制传输功能和HART通信功能进行了测试;测试结果表明,变送器的设计要求基本实现了。     

基于状态机的AI/AO模块HART通信软件实现方法

现代电站控制系统正逐渐向数字化、智能化方向发展。HART协议的通信方式具有可靠性高、传输数据量大等优点。基于HART协议的智能仪表正越来越广泛地应用于自动化控制领域,如核电站控制、火电站控制、燃气轮机控制等。针对现有以硬件方式实现HART通信功能存在系统复杂性高、经济性与通用性差等问题,提出了一种基于有限状态机的软件设计方法实现AI/AO模块的HART通信功能。采用软状态机的轮转逻辑设计实现HART协议的主从站切换和主站配置,通过接收状态函数和HART报文切换的逻辑设计完成多路HART从站应答。HART通信软件实现方法具有无需更改AI/AO模块硬件设计的特点,其应用前景十分广泛。测试结果验证了方案的有效性。     

基于HART协议的井下数据采集系统

简单介绍了HART协议,并基于HART协议设计实现了井下数据采集系统,重点介绍了硬件设计及通信功能的实现以及在工控机上实现的系统可视化软件。     

具备HART主站功能的模拟量采集模块设计

设计基于CPU+FPGA架构的具备快速HART主站功能的多通道模拟量采集模块;采集模块的CPU与FPGA通过PCIe总线通信;FPGA通过隔离的SPI总线控制8路模拟量采集通道,并与两路协议转换芯片通信;单个协议转换芯片实现一路SPI与四路UART的转换,与四路HART MODEM通过UART接口通信;HART信号通道与模拟量采集通道一一对应,HART信号通过耦合模块与模拟量信号在滤波模块和保护电路之间叠加;模拟量输入信号,经过通道保护电路和滤波模块后到达模拟量转换模块,进行模数转换;通过使用FPGA和协议转换芯片,实现了8个模拟量采集通道的并行采集处理,实现了HART通道串行通信的并行工作;在CPU中运行两个独立线程,各自负责一片协议转换芯片下的四路HART通信,四路HART通信以循环发送和循环接收的方式工作;并行工作的方式提高了模拟量采集的速率,减少了HART通信的等待时间,提高了HART通信的效率;模块通道之间相互隔离,降低了通道间故障相互影响的概率,提高了模块的可靠性;模块支持4~20mA电流信号和±5V、±10V电压信号采集,采集精度0.1%,电流采样电阻250欧姆,通道间隔离电压可达1000VDC。     

激光瓦斯监控站的通信系统研究

本系统研究了用HART协议的软硬件原理实现煤矿井下监控站与远程传感器之间的通信问题.采用A519IHRT调制解调芯片来实现符合HART协议的物理层,设计并实现了数据链路层和应用层软件,从而实现数据的远距离传送.     

HART主机数据链路层的实现

为实现标准的HART主机通信,提高主机通信的可靠性与实时性,在研究HART协议的基础上,提出了将μC/OS-Ⅱ任务机制与HART主机数据链路层分层模型相结合的方式;并考虑到主从机的接收状态机和发送状态机均相同的特点,设计了新的层次状态机(收发状态机).测试结果验证了数据链路层符合HART协议,满足了HART主机对可靠性与实时性的要求.     

基于HART协议的油田测井数据远程通信系统

为解决油田测井数据的采集以及远距离传输问题,系统采用了HART协议的软硬件原理,并基于HART协议没计实现了油田测井数据的远程通信系统,硬件电路的优化设计和远程通信功能都已实现,最后简单介绍了该系统的软件设计,该系统体积小,功能强,具有较强的抗干扰能力。     

基于无线HART协议的适配器设计

基于无线HART协议的适配器,以MSP430F系列单片机为核心,结合CC2520数据收发模块和信号分离/合成模块,实现了上位机对HART仪表中数字信息的管理.适配器通过微处理器控制数据收/发模块与上位机通信,解析上位机指令,控制信号分离/合成模块实现对HART仪表数字信息的读取和写入.基于无线HART协议的适配器在HA...     

基于HART总线的控制系统的实现

HART智能仪表在国内发展较为迅速,目前HART协议主要用在仪表的调试、校准、日常维护等,把HART仪表组成网络与PLC进行通信,从而直接并入控制系统还不多见.文中对此进行了研究,并在某个化工车间复剂生产系统中将两者相结合,实现了S7-224XP通过自由口协议与HAILT适配器进行通信,以及ADAM-5510M控制器通过串口与HART适配器进行通信,组成控制系统.系统在实际生产中运行稳定,以较低的成本实现了防爆区域的自动控制,具有一定的推广价值.     

HDC软件的UML建模研究与实现

工业自动化领域中的智能仪表广泛采用HART协议,HART组态软件的应用能够完全实现HART协议设备的智能功能。基于WinCE平台,采用UML面向对象技术,分析设计了HART组态软件,并采用用例对软件需求进行了分析,建立了软件的静态模型和动态模型,最终开发实现了具有可互操作性的HART设备组态软件。采用UML建立的软件系统模型,具有对象描述清晰、软件开发速度快、可维护性高、适应需求不断变化等特点。     

基于USB总线接口的HART MODEM的研发与应用

现阶段工业自动化仪器仪表领域以HART总线为通讯的方式已经成为行业的标配,然而这种基于串行总线接口HART MODEM在工程实际的应用中存在实用性、便携性差和购买成本高的问题。为此,文章提出一种基于USB总线接口的HART MODEM模块的研发与应用,其目的是替换现有的基于串行总线接口的HART MODEM模块,同时解决现有模块所存在的问题。文中阐述的USB总线接口的HART MODEM模块以STC89C51RD微控制器为核心,通过USB驱动芯片CH375A接收PC机发来的HART协议帧,同时将协议帧通过DS8500 HART调制解调器芯片转发给工业现场HART型的总线仪表。经过实验与应用的验证,该模块的抗干扰性、通讯误码率均到达工业级产品指标,并广泛的应用于自动化仪器仪表中的压力变送器、温度变送器、流量计、执行器等领域。     

一种HART模拟芯片解调器的实现

HART调制解调器芯片以其与微处理器的接口简单、功耗低,被广泛的应用于HART智能仪表中。本文根据HART协议的规范,应用一个带通滤波器和一个比较器来实现HART模拟芯片的解调功能,并且通过了仿真验证,最后布局布线完成整个电路的实现。     

基于HART协议的多通道智能变送器设计

HART协议作为一种现场总线已在工业控制中得到广泛应用。随着多参数复合传感器的出现,需要HART变送器能实现多参数的测量,计算及输出。针对工业应用的需求设计出一种基于HART协议的通甩型智能变送器,满足多参数测量、在电路设计上,采用一种双电源供电模式的分层电源网络结构,使变送器系统的功耗大大减少。     

基于HART协议的储罐自动计量系统的设计

研究和探讨了储罐自动计量使用的核心技术:储罐计量方法和HART通信协议,给出了HART协议在储罐自动计量系统中的应用实例.HART协议是模拟系统向数字系统转变过程中唯一向后兼容的智能仪表解决方案,在发挥现代现场总线技术优势的同时,保留了对现有工业电流标准4～20 mA信号的兼容性.本文对HART协议作了全面的分析,阐述了HART总线通信功能的软、硬件工作原理.     

基于闭环调整策略的无线HART时间同步方法

时间同步是无线传感器网络的关键技术之一。无线HART是用于复杂工业环境的WSN通信协议.为了解决其时间同步问题,文章提出了一种基于闭环调整策略的时间同步方法 CATS。该方法通过测量同步节点之间的时间偏差,获得同步节点之间时间偏差对象模型参数,建立内部受控对象模型,实现节点间的时间偏差的短周期闭环调整。在CC2430通信模块上的实测表明:该方法具有同步精度高、环境适应性好、计算复杂度低等特点,为复杂工业领域中无线HART的时间同步提出了较优的方案。     

基于CFD的锥管浮子流量计结构优化

针对量程上限为100m3/h的DN100金属锥管浮子流量计存在的压力损失大、稳定性差、加工难度大、造价高等问题,应用计算流体动力学(CFD)方法,设计并优化浮子流量计的结构参数.利用GAM-BIT的Size Function功能加密网格,提高计算精度,利用"浮子受力平衡度误差分析法"逐步调整入口流速,对浮子流量计的三维...