无线通信技术在hart工业现场控制中的应用

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1、2010年第7期·控制与检测·文章编号：1001—2265(2010)07—0055—04无线通信技术在HART工业现场控制中的应用刘令超．杨志家(1．中国科学院研究生院，北京100049；2．中科院沈阳自动化研究所，沈阳110016)摘要：在分析了工业有线通信控制系统中现场布线和后期维护的诸多不便，同时通信线路的老化也是影响控制系统稳定性和安全性的主要原因之后，提出了无线通信控制技术，采用隧道设计的原理，将HART协议帧封装在2．4G频率的无线通信帧的数据字段中，以无线链路来代替有线通信电缆。

2、并且介绍了基于MSP430F1611和CC2420构建无线通信控制系统的硬件电路和通信软件的设计方案，以及在HART仪表工业现场控制系统中的应用；最后成功地进行了有针对性的实验测试，给出了分析结果，并讨论了该系统设计的经济价值和理论优势。关键词：现场控制系统；HART仪表；无线通信技术；隧道原理中图分类号：TH16；TG65文献标识码：AApplicationoftheWirelessCommunicationTechnologyinHARTIndustrialFieldControlSyste

3、mLIULing—chao一，YANGZhi-jia(1．GraduateSchooloftheChineseAcademyofSciences，Beijing100039，China；2．ShenyangInstituteofAu—tomation，ChineseAcademyofSciences，ShenyangLiaoning110016，China)Abstract：Intheanalysisofqufealotofinconvenienceinthefieldcablingandpos

4、t-projectmaintenanceofindustrialwiredcommunicationcontrolsystem，andthattheagingofcommunicationlinesisalsoaffectingcon-trolsystemstabilityandsecurity，thepaperproposeswirelesscommunicationcontroltechnology．AccordingtotheprincipleofTunnelingdesign，thewi

5、relesslinkthattheHARTprotocolframewillbeencapsulatedinthedatafieldsintheframeofthe2．4Gwirelesscommunicationfrequencies，leadstoreplacethewiredcom-municationcable．AndthatintroducestheMSP430F1611andtheCC2420-basedcontrolsystemhardwareandsoftwaredesign，a

6、ndtheapplicationofHARTinstrumentindustrialFieldControlSystem．Finally，thesue。cessfulexperimentsarecarriedoutfortargetedtesting，andresultsoftheanalysisaregiven．Furthermore，thedesignofthesystemeconomicvalueandtheoreticaladvantagesarediscussed．Keywords：f

7、ieldcontrolsystem；HARTinstrument；wirelesscommunicationtechnology；tunneling能化控制领域发展的已经相当成熟。0引言但是在某些恶劣的工业环境之下，例如，在高温高无线通信技术一直是工业现场总线应用中的研究压控制，易燃、易爆装置控制，强辐射性和高危害性的热点和趋势。在辽宁省“工业通信与控制系统”重点工业现场中。如果采用有线控制策略的话，那么不仅实验室的软硬件环境下，为研究如何将无线技术应用现场布线极为不便，而且后期维护起来也非常不

8、方便。在工业现场控制中提供了一个良好的平台支持。然而使用无线通信技术，只需要将配置好的结点放置传统的HART(HighwayAddressableRemoteTrans—于现场，非常灵活简便。同时由于工业现场的环境大ducer)现场总线是采用基于Bell202标准的FSK频移都极为恶劣，很容易造成通信电缆和连接头的老化，而键控信号，在低频的4～20mA模拟信号上叠加幅度为且这样的故障极其难以排查，这又在无形之中增加了0．5mA的音频数字信号进行双向数字通讯的现场设备控制通信系统的故障发生率，大大