你好,欢迎访问8883net新葡新京网站
联系我们

8883net新葡新京

联系人:周经理

电话:0517-8680 9692

手机:189 9457 1849

邮箱:2851676101@qq.com

地址:江苏省南京市栖霞区迈皋桥创业园科技研发基地

您所在的位置:首页 > 新闻中心 >

电磁流量计HART通讯模块有何作用

时间:2021-01-30
一.序言。
符合HART协议的智能电磁流量计不仅可以实现各种流量的检测和现场显示,还可以通过上位仪表的远程设置,改变流量计的零点范围,完成自诊断,使用和维护更加方便。
 
二.HART协议的引入。
HART协议遵循ISO建立的OSI开放系统互连参考模型,采用OSI模型的*层、第二层和第七层,即物理层、数据链路层和应用层。
1.物理层规范。
HART协议采用美国电话通信系统的BelI202频移键控(FSK)标准,为4~20mA模拟正弦波,波特率为1200bps,叠加正弦信号平均值为0。相位连续频移键控技术要求波特率为1200Hz的数据位1和0的边界相位角是连续的,因此数字通信信号不会影响4~20mA的模拟信号。
2.数据链路层规范。
这部分协议规定了HART框架的形式,实现了建立、维护和数据链路通信的功能。HART协议根据冗余的错误代码信息,通过错误检测机制和自动重复请求协议(ARQ)实现通信数据的无错传输。
与协议相关的数据传输以框架的形式实现。框架是用户控制和地址信息对用户数据的封装。帧中的字节记录完成后,可以通过错误检查正确接受,或者物理层通知信号传输完成后,可以识别帧。
数据链路层的HART协议为主从协议。在从设备的响应信息中,除了接受的确认命令之外,许多信息还包括主设备查询的数据。HART协议允许系统中的两个主设备运行基本主设备和一个辅助主设备。从设备根据两个主设备的地址分发自己的响应命令信息。
3.应用层规范。
HART数据包中有三种命令。Class*是一个通用命令,适用于所有符合HART协议的产品,为符合HART协议的设备提供功能描述。第二种是通用操作命令,适用于大多数符合HART协议的产品,第三种是专用设备命令,适用于符合HART协议的特殊产品。
 
三.基于HART协议的智能电磁流量计通信模块设计。
采用HART通信协议的智能电磁流量计硬件系统电路采用模块化设计,主要包括传感器模块、单片机模块、HART通信模块和人机界面模块四个部分。
单片机控制的低频激励电流输出到传感器的激励线上,电磁流量传感器的微电信号经预放大后通过AD模数转换电路输入单片机。单片机采集这些信号,进行分析后发送到LCD上,显示瞬时流量和累计流量。同时,单片机通过计算公式对获得的流量值进行补偿,并通过HART通信模块实现补偿后的流量信号与上位机的远程通信。本文仅介绍HART通信模块的设计:
用HT2012芯片实现HART协议中通信信号的调整和HART信号的调整过程:带滤波器输出的脉冲信号进入HT2012后,脉冲信号中的1200Hz和2200Hz分别调整为数字1和0,数字信号从HT2012的ORXD口输出。
HART数字信号的标准是峰值1mA、平均值0mA的正弦交流电流信号,通过线路阻抗转换成正弦交流电压信号。HT2012的输入输出信号为0~5V方波信号,因此HT2012与外部HART信号之间需要滤波电路和整形电路。
由TLC27形成的滤波器设有滤波器,以减少接收信号的噪声干扰。滤波器还用于消除波形中的尖峰,从而缓解接收信号。由TLC37组成的数字方波发生电路,将TLC27滤波后的正弦波转换成相应的方波,便于HT2012接收。
缓冲器74HC126的作用是平滑方波的上升沿和下降沿,使信号能够满足HART物理层规范要求的信号波形上升沿和下降沿的要求,平滑上升沿和下降沿的时间可以降低与其他网络的串联电阻。
在HT2012中,需要外部提供460.8kHz的时钟信号,时钟频率误差为0.1%。直接输入460.8kHz的晶振,不仅会增加系统的功耗,而且晶振是非标的,需要特殊定制。为了解决这个问题,系统利用1.8432MHz晶体振动产生一个时钟信号,1.8432MHz/4=460.8kHz的分频信号可以通过分频器CD40134分钟输出,使用的是HT2012。
AD421的内部稳压器和外部场效应晶体管DN25D调节输入到AD421的电压,可以提供+3.3V电压作为其他设备的电源HART发送的FSK信号,通过电容耦合传输到AD421,转换成相应的0.5mA正弦电流信号。该回路从电压信号到电流信号的耦合电容为0.0033uF..
 
四.HART通信协议的软件实现。
1.智能电磁流量计的串行中断程序。
在串行中断服务程序中,首先保护现场,判断是接收中断还是发送中断,执行接收中断的接收服务子程序,否则执行发送服务子程序。结算终止后,恢复站点,返回系统主程序。HART通信采用水平和垂直验证方式。当检测到接收数据的错误时,主设备在发出命令帧后通知主设备接收数据的错误。主设备重新发布命令帧,以确保通信的正确性。
在响应命令帧之前,必须拆分该帧。首先判断帧前的导频码是否正确,每次计数器加1接收之前的导频码,接收到定义码。如果是有效的定义码,前导频码计数器超过1,那么就是HART帧的起始位置,根据定义码确定HART帧的类型。如果是响应帧或组合模式帧,则终止接收服务,等待运营商结束。如果需要帧,确定帧格式,设置接收长帧格式或短帧格式地址的计数值,短帧格式地址接收一个字节,长帧格式地址接收五个字节。接受命令号,数据字节长度字节,当数据字节长度字节出现奇偶校验错误时,停止接收服务,等待载波节点;否则,设置数据字节长度计数器,每次接受数据字节时,长度计数器减1,*后接受电平校验和。如果接收请求的地址一致,则请求接收的HART帧不同或经过电平检查,这意味着与接收电平检查相比,没有通信错误。否则,将电平检查和错误标志设置为1,结束接收服务,并转到HART命令执行子程序。
 
五.结论。
实验开发的智能电磁流量计集成度高、功能强、操作方便、性能可靠。具有自诊断、自验证和HART数据通信功能。它可以测量正负两个方向的流量,也可以测量脉动流量。具有良好的电磁干扰和温度性能,适用于现场测量和显示。
 

Copyright@ 2003-2018 3512cc新萄京官网网址_8883net新葡新京 版权所有   

联系电话:0517-8680 9692 手机:189 9457 1849 周经理 邮箱:2851676101@qq.com

地址:江苏省南京市栖霞区迈皋桥创业园科技研发基地

客户服务热线

0517-8680 9692

在线客服