HART协议智能PILZ压力变送器研究
近年来信息技术的高速发展,一方面使传感器、变送器等设备向着高精度和高可靠性方向发展,另一方面也使得仪器和仪表向自动化、多功能和智能化方向发展。现场总线技术正是在这种工业测量和自动化系统的深刻变革中能够发挥巨大作用,因而得以很快发展的一类技术。

HART协议智能PILZ压力变送器研究
PILZ压力变送器主要是测量压力,这一点和压力表的功能一样,还有一个zui主要功能就是将所测的压力值转换成电流或电压信号,并可以输出到二次仪表,再由二次仪表转换为对应的压力值。智能型变送器集传感和现场通信于一体,是应用这类技术的典型智能化仪表,与传统的变送器相比,除具有更高精度、高可靠性和稳定性等优点外,更具实时性和智能化的优势,在科研测量、工业自动化生产控制等方面有着广泛的应用,具有很重要的研究与开发价值。现场总线技术是当前自动检测技术发展的热点,它具有开放、数字式和多点通信的底层控制网络。总线技术向全数字化发展是必然趋势,但由于传统的基于4～20mA的模拟设备仍然广泛的应用于工业控制,为满足从模拟到全数字的过渡,兼顾模拟和数字两种通信方式的HART协议应运而生。该协议基于Bell202通信标准,在4～20mA的模拟信号上叠加不同的频率信号来传送数字信号。以HART协议为通信标准,研究和设计单片机和传感器系统结合为智能型变送器系统。论文在介绍了HART协议的基础上,首先较为详尽的介绍了智能PILZ压力变送器各硬件模块——微处理器(单片机)模块、传感器模块、通信模块和A/D及D/A模块——的设计;然后,对系统的软件结构进行了分析和设计,提出了利用数据融合基础解决实际中多参数测试交叉灵敏度问题的方法;接着,重点介绍了智能变送器的现场通信、系统参数设置和调试。针对工业压力检测,选用合适的传感器、单片机,并设计了信号的获取、调理、放大、输出电路,实现了智能化的PILZ压力变送器。首先,选用了测量方法简单、精确度高的电阻应变片为压力传感器,将被测压力转换为相应的电压信号。其次,通过放大电路,将传感器输出的小信号,放大到单片机A/D转换器能够采集的范围。再次,设计单片机的外部电路和内部软件部分以实现对电压信号的显示。zui后,实现了电压电流信号的输出。

HART协议智能PILZ压力变送器研究
整套设计,成功的实现了对压力信号的采集,从模拟信号到数字信号的转换、显示,以及电压电流信号的输出。同时,利用单片机是一低功耗系统这一特点,可在工业生产中提供稳定的控制性能,确保安全高效的生产。