基于HART协议的智能阀门定位器接口卡开发.PDF

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 Po sitioner 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 re quirements of products of HART protocol , the interfacin g card for intelligent positioner based on HART protocol is developed. Practical hardware desi gn is given , especially the low power consumption characteristic of the valve positioner is anal yzed. In addition , the software desi gn 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 36mA 。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阀门定位器 1. 2. 2 　低功耗在智能阀门定位器中的设计 接口卡的技术报告。 智能阀门定位器的功耗主要是 CPU 和外围间的 1