江蘇科慶儀表有限公司
專業 | 專注 | 精細 | 精確
服務熱線:
0517-86999369
18888129369
掃碼關注
掃一掃
關注尺子科技
免費咨詢熱線
0517-86999369

基于HART協議的智能渦街流量計簡介

行業動態 2020-08-03 14:59:12
基于HART協議的智能渦街流量計簡介

智能變送器自80年代初問世以來,由于它具有上位機(或手操器)的通訊功能,省去了A/D轉換環節,避免了模/數轉換誤差,節省了大量電纜。通過上位機(或手操器)可遠程設定,修改變送器的零點、量程并且完成自診斷,大大方便了變送器的組態和維護,同時數字通信延伸到現場儀表,給控制系統體 系結構帶來了一次變革。智能變送器的核心技術之一是現場總線技術,其中美國Rosemount公司于80年代中期推出的 HART協議現場總線標準具有兼容4mA~20mA模擬信號與數字通信的性質,符合HART協議的智能變送器可以和4mA~20mA模擬變送器混合使用的要求,因而比較適合目前國內工業生產還在大量使用4mA~20mA模擬變送器的實際情況。

一、渦街流量傳感器工作原理

當流體進入柱狀體時,其柱狀體的兩側將交替產生有規則的旋渦列,稱為"卡門渦街現象‘’。卡門渦街的頻率與流速成正比,可用下式表示,通過測量渦街頻率就可以得出流速v,從而算出流量。當旋渦在柱體兩側產生時,柱體受到與流向垂 直的交變升力的作用,升力的變化頻率就是旋渦頻率。利用埋設于柱體內的壓電元件檢測升力的變化,將升力變化轉換為電荷信號,送入放大器,由放大器進行放大和整形,得到其頻率與流速成正比的脈沖信號。

二、HART協議簡介

HART協議(Highway Addressable Remote Transducer)是美國Rosemount公司于1986年提出的通訊協議,它是用于現場智能儀表和控制室設備通訊的一種協議。HART通訊協議是參照國際標準化組織(IOS)的開放性系統互連結(OSI)的模型標準并簡化引用其中3層而制定的,即物理層、數據鏈路層和應用層。物理層規定了HART通信的物理方式和傳輸介質;數據鏈路層規定了數據格式,其可尋地址范圍是0~15;應用層規定了HART通訊命令的內容,共分為3類。世界上有70多家公司采納了這一協議,其中包括美國的Foxboro、ABB、Smar、Honeywell公司、德國的E+H公司等。

三、基于HART協議的智能渦街流量計的硬件、軟件簡介

1、硬件介紹

HART智能渦街流量計硬件設計采用模塊化設計方法。硬件電路由4個模塊 組成:傳感器模塊、CPU模塊、HART通訊模塊和電源模塊。

傳感器模塊是將壓電傳感器的交變電荷信號變為電壓信號,經過放大、濾波、史密特觸發、輸出放大器,輸出脈沖給CPU處理。

CPU模塊由CPU、A/D、D/A及EEPROM、零位按鍵、量程按鍵組成。傳感器模塊輸出的脈沖信號進入CPU,進行線性化處理、量程轉換、累計流量計算、單位轉換等;如果測量介質是蒸汽,還需要將壓力變 送器輸出的信號經A/D轉換送至 CPU,CPU依據補償模型進行運算,最后由D/A把數字信號轉換成電流信號輸出;零位和量程按鍵可就地調整零點和量程;EEPROM用來保存所有組態、特征化數據和數字 微調數據,即使在斷電時,EEPROM也能完整地保存這些數據。

HART 通信模塊主要由Bell202、MODEM及其附屬電路組成。HART通訊模塊檢測到疊加在4mA~20mA環路上的FSK頻移鍵控信號后 ,由Bell202、MODEM將1200Hz的信號解調為"1"2200Hz的信號解調為"0"供CPU處理。同樣CPU送出的數字信號由MODEM調制成相應的1200Hz和2200Hz的FSK頻移鍵控信號,疊加在環路上發出,HART通訊方式為半雙工方式。

電源模塊主要功能是將環路24V電壓轉換成5V的集成芯片供電電壓,為CPU、D/A、MODEM及傳感器模塊供電。

2、軟件介紹

HART 智能渦街流量計的軟件可分為兩部分: 測量程序和HART通訊程序。

測量程序包括A/D系列程序、量程轉換程序、補償程序等,其中A/D采樣程序采取定時中斷采樣,以保證數據采集、處理的實時性。

HART通信程序系HART協議數據鏈路層和應用層的軟件實現,HART通訊采取主從方式。流量計只有在主機詢問時才應答,流量計的通信程序采用串行口中接收 / 發送,一般由主機先發送命令幀,流 量計由串行口中斷接收命令幀后,由CPU作出相應 的數據處理,然后把要發送的應答幀內容放入發送緩沖區,再由CPU觸發發送中斷發回應答幀,從而完成一次命令的交換。

四、結 語

在我國,尚處在模擬變送儀表向智能變送儀表、 現場總線儀表的過渡時期,因此了解及推廣智能變 送儀表、現場總線儀表及現場總線技術顯得尤為重 要,而基于HART協議的各智能儀表更適合于當前的中國國情,必將得到更大的推廣與發展。

 

等不及在车里就来开始了视频,无码人妻h动漫,榴莲app免费下载软件大全