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基于HART协议的智能定位阀控制系统的研制和开发
资料介绍
HART通信协议是由模拟系统向数字系统转变过程中唯一向后兼容的智能仪表解决方案，它具有现场总线的优越性的同时，还保留了对现有4～20mA系统的兼容性。与模拟仪表相比，HART智能仪表在成本不增加太大的前提下，具有易于调试维护和更高的精度的优点，因而在当前的过渡时期具有很强竞争力和十分广阔的市场。阀门定位器作为气动调节阀的主要附件之一，可以改善阀门特性、提高控制的精度、速度和增加控制的灵活性。基于HART协议的智能数字阀门定位器代表了气动执行器技术的发展方向，它可以实现数字化、通信化、智能化以及支持现场总线的特性，给工业自动化生产带来了深刻的变革。
本文中介绍了基于HART协议的智能二线制阀门定位器。总体设计以满足二线制仪表本质安全防爆特性和实现基于HART总线的通讯为中心，主要研究内容和成果如下：
(1)为满足智能阀门定位器的超低功耗要求，设计开发了控制板的软硬件系统。主要包括设计了低功耗的二线制电流源系统，构建了以MSP430单片机为核心的控制系统。
(2)设计了基于HART总线的通讯线路。主要包括完成了符合HART协议物理层规范的硬件设计，实现了MCU控制下利用HART MODEM与其主设备之间的通讯。
(3)结合基于模块化思想的系统软件包对控制系统进行设计，进一步降低系统电路的功耗。
(4)开发制作了基于HART总线的二线制数字控制器样机电路板并进行了相应的实验以及调试。
实验结果表明，所提出的基于HART技术的阀门定位器的硬件方案和软件结构是可行的。
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