HART温度PILZ变送器的设计与实现
HART协议是一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议,它以FSK方式在4-20mA模拟信号上叠加一个数字信号,实现模拟信号和数字信号的兼容传输,可直接接入现有的DCS系统中。

HART温度PILZ变送器的设计与实现
随着生产过程的自动化程度的不断提高,智能PILZ变送器在化工生产中得到越来越广泛的应用。3051智能PILZ变送器主要用于压力、流量、液位的检测,将测得的差压信号转换成相对应的4~20mA DC电流信号输出。针对HART智能变速器的校准要求,详细介绍了典型的HART智能PILZ变送器的功能结构,分析比较HART智能PILZ变送器与常规4~20 mA模拟仪表校准方法的不同之处,提出了正确的校准一台HART智能PILZ变送器的方法。本课题的主要任务是将HART技术和微处理技术引入到温度PILZ变送器中,通过微处理器实现参数设置、信号补偿、自诊断等功能,运用HART技术实现远程组态、远程监控、远程校正等功能,制造全输入、双通道、能接受传感器二线制、三线制、四线制接入模式的温度PILZ变送器,从而使其在功能上更具有竞争优势。本文首先研究了HART技术,包括物理层、数据链路层和应用层,在此基础上,采用低功耗MSP430F169单片机作为控制芯片,确定了仪表的总体架构。硬件方面,主要由传感器模块、控制模块、数据采集和处理模块、]HART通信模块、复位模块、电源模块等组成；软件方面,采用低功耗设计,包括主程序、信号采样和处理程序和上位机通信信号中断处理；在结构上,也设计了适用于此电路板的外壳。在完成智能PILZ变送器的设计后,本文还对仪表进行了一些改进,包括降低温漂、加快采样速度、设置报警模式等,并通过监控组态软件对相关功能进行了测试,经试验证明,仪表已达到设计要求。分析温度数据采集技术的背景,对比光耦隔离采集技术,设计了一种采用隔离PILZ变送器模块的高精度温度参数采集系统,并提出了系统的设计体系结构;详细阐述了基于隔离PILZ变送器模块的软硬件实现方案,包括信号隔离变送电路设计、信号调理电路设计、滤波电路设计、数据采集电路设计、基于ARM的主控电路设计和基于μC/OS-II嵌入式操作系统的软件及各任务子模块设计;重点分析了ADC采集的工作时序和主控程序设计流程。

HART温度PILZ变送器的设计与实现
实际测试结果表明,采用隔离PILZ变送器模块的高精度温度参数系统,采集误差系数维持在0.1%以内,采集准确度高于99.9%,在温度复杂噪声环境下,采集精度高,受环境影响小,工作稳定可靠,达到了设计的指标;该系统已经铺装使用,并取得了良好的经济效益。