基于HART协议的智能涡街流量计简介.pdf

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1、第1期黑龙江纺织№.12009年3月HEILONGJIANGTEXTILEMar.,2009基于HART协议的智能涡街流量计简介谢守举，孙健（黑龙江龙涤股份有限公司，黑龙江阿城150316）摘要：介绍了基于HART协议的智能涡街流量计的工作原理及应用。关键词：HART协议；智能；涡街流量计BriefonIntelligentTurbineFlowmetersBasedHARTCommunicationProtocolXIEShou-ju,SUNJian(HeilongjiangLongdiGroupCo.Ltd.,Acheng150316)Abst

2、ract:IntroducingintelligentturbineflowmetersoperatingprincipleandapplicationwhichbasedHARTcommunicationprotocol.Keywords:HARTcommunicationprotocol;intelligence;turbineflowmeters智能变送器自80年代初问世以来，由于它具有vf=st4d上位机(或手操器)的通讯功能，省去了A/D转换环(1-)dπD节，避免了模/数转换误差，节省了大量电缆。通过式中：f--旋涡频率；上位机(或手操

3、器)可远程设定，修改变送器的零点、v--管内平均流速；量程并且完成自诊断，大大方便了变送器的组态和d--柱状体迎流面宽度；维护，同时数字通信延伸到现场仪表，给控制系统体D--管道内径；系结构带来了一次变革。智能变送器的核心技术之St--斯特罗哈数，在雷诺数104～106范围内一是现场总线技术，其中美国Rosemount公司于80是一个无量纲常数。年代中期推出的HART协议现场总线标准具有兼容当旋涡在柱体两侧产生时，柱体受到与流向垂4mA～20mA模拟信号与数字通信的性质，符合直的交变升力的作用，升力的变化频率就是旋涡频HART协议的智能变送器可以和

4、4mA～20mA模拟率。利用埋设于柱体内的压电元件检测升力的变化，变送器混合使用的要求，因而比较适合目前国内工将升力变化转换为电荷信号，送入放大器，由放大器业生产还在大量使用4mA～20mA模拟变送器的实进行放大和整形，得到其频率与流速成正比的脉冲际情况。信号。1涡街流量传感器工作原理2HART协议简介当流体进入柱状体时，其柱状体的两侧将交替HART协议(HighwayAddressableRemote产生有规则的旋涡列，称为“卡门涡街现象”。卡门涡Transducer)是美国Rosemount公司于1986年提出的街的频率与流速成正比，可用下式表

5、示，通过测量涡通讯协议，它是用于现场智能仪表和控制室设备通街频率就可以得出流速v，从而算出流量Q：讯的一种协议。HART通讯协议是参照国际标准化收稿日期：2008-12-05作者简介：谢守举（1974-），黑龙江龙涤股份有限公司，助理工程师。第1期黑龙江纺织21组织(IOS)的开放性系统互连结(OSI)的模型标准并简程；EEPROM用来保存所有组态、特征化数据和数字化引用其中3层而制定的，即物理层、数据链路层和微调数据，即使在断电时，EEPROM也能完整地保存应用层。物理层规定了HART通信的物理方式和传这些数据。输介质；数据链路层规定了数据格式，

6、其可寻地址范HART通信模块主要由Bell202、MODEM及其围是0～15；应用层规定了HART通讯命令的内容，附属电路组成。HART通讯模块检测到叠加在共分为3类。世界上有70多家公司采纳了这一协4mA～20mA环路上的FSK频移键控信号后，由议，其中包括美国的Foxboro、ABB、Smar、HoneywellBell202、MODEM将1200Hz的信号解调为“1”，公司、德国的E+H公司等。2200Hz的信号解调为“0”，供CPU处理。同样CPU送出的数字信号由MODEM调制成相应的1200Hz3基于HART协议的智能涡街流量计的硬和22

7、00Hz的FSK频移键控信号，叠加在环路上发件、软件简介出，HART通讯方式为半双工方式。电源模块主要功能是将环路24V电压转换成3.1硬件介绍5V的集成芯片供电电压，为CPU、D/A、MODEM及HART智能涡街流量计硬件设计采用模块化设传感器模块供电。计方法，电路框图如图1所示。硬件电路由4个模块3.2软件介绍组成：传感器模块、CPU模块、HART通讯模块和电HART智能涡街流量计的软件可分为两部分：源模块。测量程序和HART通讯程序。测量程序包括A/D系列程序、量程转换程序、补偿程序等，其中A/D采样程序采取定时中断采样，以保证数据采集、处理

8、的实时性。HART通信程序系HART协议数据链路层和应用层的软件实现，HART通讯采取主从方式。流量计只有在主机询问时才应