基于掌上电脑的HART手操器的开发及应用

随着HART现场设备的普及应用,HART手操器也得到广泛应用.开发基于掌上电脑的HART手操器具有开发周期短、产品兼容性强和易于升级的特点,是一种经济有效的开发模式.阐述了基于掌上电脑的HART手操器的软硬件开发原理,包括手操器硬件结构设计、HART通信接口模块设计、HART数据链路层和命令层设计;具体介绍了面向设备描述的组态软件的设计重点.经过现场使用和验证表明,该产品具备提供HART通信组态服务的能力.     

无线HART协议的研究与实现

为了顺应工业无线通信技术的迅速发展,HART基金会于2007年9月推出了无线HART标准,作为HART7.0规范的核心部分,无线HART是一种专门为过程自动化应用设计的无线网格型网络通信协议。在本文中,对无线HART协议进行了解剖和研究,给出了网络管理器系统设计,并对路由与通信资源分配进行了探索性研究及给出了具体算法,以便支持整体软件的开发。     

HART协议设备描述语言简介及HART协议设备互操作

HART协议设备可以方便的进行现场调校、维护。为实现同一HART主设备(如手持器)对不同的HART设备都可以进行操作(即互操作)，HART基金会专门为HART设备定义了描述HART设备特性的设备描述语言(DDL)。     

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。     

基于无线HART的涡街流量计设计

为了扩大涡街流量计的应用范围,设计了一种基于WirelessHART的涡街流量计,重点分析了硬件上的方案设计、WirelessHART模块、涡街信号调理模块和软件上的主函数流程图,最后通过无线HART网关和无线HART网络管理器,测试了无线HART涡街流量计的各项技术功能,测试结果证明该流量计无线HART通信正常可靠。     

基于无线HART通信技术的仪表管理与诊断系统的设计

工业无线技术是降低工业测控系统成本、提高工业测控系统应用范围的革命性技术.文章针对HART智能仪表的广泛使用现状和工业无线需求两方面的考虑,提出了一种基于无线HART通信技术的仪表管理与诊断系统的设计方案.文章首先基于HART通信技术,提出了系统的体系结构,接着论述了无线HART协议和无线HART的四层次模型,并且详细...     

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。     

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.     

应用Lex与Yacc实现设备描述分析

HART现场设备外部特性的设备描述,使主机能对各种现场设备进行操作,为实现主机的互操性,利用专用工具Lex和Yacc实现分析设备描述,建立多种设备的运行数据,使HART现场总线协议的组态软件能够配置多种设备。讨论了Lex和Yacc的词法分析和语法分析技术及设备描述语言,成功开发了能够分析HART协议设备描述的组态软件,实现了HART设备的互操作。     

基于HART协议的金属管浮子流量计

介绍一种基于HART协议的金属管浮子流量计的设计方案。应用磁阻传感器测量金属管浮子的角位移,利用HT2015和AD421实现HART协议通信物理层,并叙述了MSP430单片机的软件编程,实现了各项功能和HART通信。     

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。