协议的智能阀门定位器接口卡开发.pdf

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基于 HART 协议的智能阀门定位器接口卡开发刘持奇,等
基于 HAR T 协议的智能阀门定位器接口卡开发
Development of Interfacing Card for HART Protocol Based Intelligent Valve Positioner
刘持奇尚群立
(杭州电子工业学院自动化分院,杭州 310018)
摘要针对 HART 协议产品的要求,开发了基于 HART 协议的智能定位器接口卡,给出了具体的硬件设计,特别是针对阀门定位器
的低功耗特性作出了分析。同时也介绍了智能阀门定位器的软件设计。
关键词 MSP430 HT2012 HART 协议智能电气阀门定位器
Abstract In accordance with the requirements of products of HART protocol , the interfacing card for intelligent positioner based on HART
protocol is developed. Practical hardware design is given , especially the low power consumption characteristic of the valve positioner is analyzed.
In addition , the software design of intelligent valve positioner is also introduced.
Keywords MSP430 HT2012 HART protocol Intelligent electric valve positioner
HART 接口卡共用同一电源,4~20mA 的模拟电流通
0 引言
过稳压管和电气阀门定位器电源电路产生电气阀门定
HART 协议既保持 4~20mA 模拟信号的工业标位器和 HART 接口卡所需的电压。尽量低的功耗是
准,又实现了以数字形式传输数据的功能。因此目前智能阀门定位器系统设计中所追求的目标,也是设计
在全球范围内被广泛接受和使用,已经成为一种事实的主要任务之一。系统所允许的最大功耗可以这样估
的工业标准。算:如果允许输入电流有 10 %的波动,信号线上的最
智能电气阀门定位器与变送器相比,有着明显的小电流实际上只有 3 6mA。就是在输入端能取出 10V
不同:一是把外部的 4~20mA 的模拟信号作为阀位的电压的,整个系统的功耗也不能大于 36mW。
控制信号,同时又把这 4~20mA 的模拟电流作为智能
电气阀门定位器电源的来源,因此智能电气阀门定位
器对低功耗的要求极为苛刻;二是智能变送器主要通
过 HART 接口进行数字通信,同时向外发送 4~20mA
的被测量的模拟信号,一般可用耦合芯片 AD421 来实
现,而智能电气阀门定位器则通过 HART 接口卡进行
数字通信,同时接收输入的 4~20mA 阀位控制模拟信
号。后者的具体设计方面还没有文章涉及。本文则是
图 1 接口卡与智能电气阀门定位器结构图
利用 MSP430F149 为主芯片开发智能电气