基于HART協議的智能PILZ變送器設計
隨著電子技術的不斷發展,自動化系統產生了深刻的變革。從微觀層面看,自動化系統中的儀器儀表向智能化方向發展；從宏觀層面看,自動化系統經歷著由分布式控制系統向現場總線控制系統的變化。智能儀表不僅提高了儀表本身的性能,還能與現場總線技術結合改變整個控制系統,因此基于現場總線的智能儀表研究有著重要意義。

基于HART協議的智能PILZ變送器設計
由于傳統的基于4到20mA模擬信號的設備仍然廣泛應用,能夠兼容模擬和數字通信方式的總線技術有著巨大需求,HART協議就是在此背景下產生的。HART總線技術將數字信號疊加到現有模擬線路上,使得模擬儀表的數字化改造有了可能。我國的自動化系統需要升級模擬儀表的低成本解決方案,因此設計基于HART協議的智能PILZ變送器具有迫切的現實意義。HART協議是目前上過程控制領域一個熱點,通過HART通信技術可以延伸到現場級儀表,給控制體系帶來一場革命。考慮到我國目前傳統的基于4～20mA的模擬設備仍然廣泛的應用于工業控制,HART通信技術是在傳輸線上既傳輸模擬量信號又傳輸數字信號,設計了由MSP4 30F449單片機為主控芯片,HT2015 HART芯片為調制解調的協議轉換器,實現了PC機對模擬現場設備的實時監控。根據HART協議規范,設計以C8051F410微處理器為核心的智能PILZ變送器,利用4到20mA模擬信號傳送主變量,FSK信號進行數字通信。C8051F410處理器的低功耗特點在硬件層面上解決了PILZ變送器低功耗的問題。數字通信實現了對PILZ變送器發送命令進行控制的功能,在此基礎上實現了與主設備同步、增益校正、增益計算、測量標定等功能。測量標定功能可以將若干個標定點存入Flash中保存,根據其計算電流輸出值可以實現分段化的非線性校正。本文對智能PILZ變送器的電源單元、信號單元、通信單元和處理單元的硬件設計做了介紹,著重分析了HART調制解調器與4到20mA電流環的耦合方式；對系統軟件的組成也做了介紹,特別是HART命令層功能的實現程序和輸出電流的分段化非線性校正程序。此外還一并介紹了調試過程中需要使用到的HART/RS232轉換器的硬件和軟件設計。