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聯(lián)系我們基于HART協(xié)議智能PILZ壓力變送器的研究
隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和微電子技術(shù)的進(jìn)步,以及現(xiàn)場總線技術(shù)的日益成熟,自動(dòng)檢測技術(shù)在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用越來越廣泛,對現(xiàn)場信號的采集、傳輸和數(shù)據(jù)處理提出更高的要求,這就要求現(xiàn)場智能儀表要具有相當(dāng)高的穩(wěn)定性、可靠性和檢測精度。HART總線技術(shù)成功的將數(shù)字通信信號疊加到現(xiàn)有的現(xiàn)場控制系統(tǒng)上,對改進(jìn)智能儀表間的通信和處理現(xiàn)場儀表系統(tǒng)的非線性化、溫度漂移提供了無風(fēng)險(xiǎn)的解決方案。因此,研究和開發(fā)符合HART協(xié)議的智能儀表具有十分重要的意義。
基于HART協(xié)議智能PILZ壓力變送器的研究
PILZ壓力變送器也稱差變送器,主要由測壓元件傳感器、模塊電路、顯示表頭、表殼和過程連接件等組成。它能將接收的氣體,液體等壓力信號轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的電流電壓信號,以供給指示報(bào)警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進(jìn)行測量、指示和過程調(diào)節(jié)。合理的選型與準(zhǔn)確的檢定是確?，F(xiàn)場壓力測量信號準(zhǔn)確可靠的重要手段?？偩€技術(shù)向全數(shù)字化發(fā)展已成為必然趨勢,但由于傳統(tǒng)的基于4-20mA模擬信號的模擬設(shè)備依然廣泛的應(yīng)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(yīng)運(yùn)而生了。該協(xié)議基于Bell202通信標(biāo)準(zhǔn),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。主要研究了智能儀表在符合HART通信協(xié)議下進(jìn)行模擬信號與數(shù)字信號的實(shí)時(shí)傳輸,研究和設(shè)計(jì)了單片機(jī)系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng),并將其結(jié)合為智能型PILZ壓力變送器系統(tǒng)。論文在介紹了HART協(xié)議的基礎(chǔ)上,較為詳盡的介紹了PILZ壓力變送器系統(tǒng)的各個(gè)硬件模塊(微處理器模塊、傳感器模塊、通信模塊、A/D及D/A模塊)及其設(shè)計(jì);為了同時(shí)解決傳感器輸出特性的非線性和溫度漂移,文中提出了以壓力傳感器輸出值和溫度傳感器輸出值為變量,利用二元多項(xiàng)式重構(gòu)傳感器輸出壓力信號,再利用zui小二乘法進(jìn)行曲面擬合獲得補(bǔ)償系數(shù),使得系統(tǒng)在獲得壓力傳感器和溫度傳感器的輸出信號后能簡便地計(jì)算出被測壓力值,很好地做到了非線性補(bǔ)償和溫度漂移的校正,極大的提高了系統(tǒng)的測量精度;zui后對系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和介紹。
