VT≤Emin-loma(RLmax+)工作电压:P<Iomin (Emin-I omidRLmax)最小有效功率P:数字式变送器信号传输方式HART通讯协议:在一条电缆上同时传输4~20mA的模拟信号和数字信号HART通信协议是依照国际标准化组织(ISO)的开放式系统互连(OSI)参考模型,简化并引用其中三层:物理层数据链路层应用层物理层规定了信号的传输方法和传输介质信号传输:基于Bell202通讯标准,采用频移键控(FSK)方法,在4~20mA基础上叠加幅度为土0.5mA的正弦调制波作为数字信号+0.5mA模拟信号-0.5mA1200Hz2200Hz"1"'0"传送速率为1200bit/s传送速率为1200bit/s数据链路层规定了数据的格式和数据通讯规程数据顿格式:由链路同步信息、寻址信息、用户信息及校验和组成链路字节数据定界符地址命令号响应码校验和同步码长度字节定界符定义了顿的类型和寻址格式定界符定义了顿的类型和寻址格式响应码在变送器向主设备通信时才有,表示数据通信状态和变送器工作状态HART协议按主/从方式通讯,这意味着只有在主站呼叫时,现场设备(从站)才传送信息有三种通讯模式:HART协议按主/从方式通讯,这意味着只有在主站呼叫时,现场设备(从站)才传送信息有三种通讯模式:点对点模式---在一条电缆上传输4~20mADC的模拟信号和数字信号
工作电压: 最小有效功率 P: 数字式变送器信号传输方式 HART 通讯协议 : 在一条电缆上同时传输 4~20mA 的模拟信号和数字信号 HART 通信协议是依照国际标准化组织(ISO)的开放式 系统互连(OSI)参考模型,简化并引用其中三层: 物理层 数据链路层 应用层 物理层 ──规定了信号的传输方法和传输介质 信号传输:基于 Bell 202 通讯标准,采用频移键控(FSK)方法,在 4~20mA 基础上叠 加幅度为±0.5mA 的正弦调制波作为数字信号 传送速率为 1200 bit/s 传送速率为 1200 bit/s 数据链路层 ── 规定了数据帧的格式和数据通讯规程 数据帧格式:由链路同步信息、寻址信息、用户信息及校验和组成 定界符定义了帧的类型和寻址格式 定界符定义了帧的类型和寻址格式 响应码在变送器向主设备通信时才有,表示数据 通信状态和变送器工作状态 HART 协议按主/从方式通讯,这意味着只有在主站呼叫时,现场设备(从站)才传送 信息有三种通讯模式: HART 协议按主/从方式通讯,这意味着只有在主站呼叫时,现场设备(从站)才传送 信息有三种通讯模式: 点对点模式-在一条电缆上传输 4~20mADC 的 模拟信号和数字信号
多点模式---一条电缆连接多个现场设备,这是全数字通信模式阵发模式---允许总线上单一的从站自动、连续地发送一个标准的HART响应信息应用层一规定了通讯命令的内容命令类型:通用命令适用于所有符合HART协议的现场仪表通用操作命令适用于大部分符合HART协议的现场仪表特殊命令各制造厂的产品自己所特有的命令HART通讯方式的实现方法VT,5V24V4~20mA微处理器DACRLAD421CC2HART波形整形电路带通滤波器MODEMBELL202输出波形整形电路:满足HART物理层规范所要求的信号波形上升沿/下降沿的时间,较平缓的上升沿/下降沿的时间可以降低与其它HART网络间的串扰带通滤波器:抑制接收信号中的感应噪声,其频宽大约为1200Hz~2200HzHART通讯模块HART通讯模块实现二进制的数字信号与FSK信号之间的相互转换ITXDOXTA调制器INRTS460.8kHz时基19.2kHz电路ORXD解调器IRXA载波监OCD测电路
多点模式-一条电缆连接多个现场设备,这是 全数字通信模式 阵发模式-允许总线上单一的从站自动、连续 地发送一个标准的 HART 响应信息 应用层 ──规定了通讯命令的内容 命令类型: 通用命令 适用于所有符合 HART 协议的现场仪表 通用操作命令 适用于大部分符合 HART 协议的现场仪表 特殊命令 各制造厂的产品自己所特有的命令 HART 通讯方式的实现方法 输出波形整形电路: 满足 HART 物理层规范所要求的信号波形上升沿/下降沿的时间, 较平缓的上升沿/下降沿的时间可以降低与其它 HART 网络间的串扰 带通滤波器: 抑制接收信号中的感应噪声,其频宽大约为 1200 Hz~2200Hz HART 通讯模块 HART 通讯模块实现二进制的数字信号与 FSK 信号之间的相互转换
调制器ITXD:二进制数字信号输入OXTA:FSK信号输出解调器IRXA:FSK信号输入(由信号回路)ORXD:二进制数字信号输出INRTS:控制端低电平0”,调制器工作,解调器输出不定;高电平1”,解调器工作,调制器输出呈高阻状态。载波监测电路用于检测4~20mA直流信号中是否叠加有数字信号,侦听网络和启动接收时基电路产生调制器和解调器所需的时间基准信号,同时还提供19.2kHz的脉冲输出AD42116位串行输入、4~20mA电流输出与HART通信模块共同完成变送器的数字通信组成:数模转换器、电流转换器和电压调整器REFINREFOUTIREE.OUT?LV(1.25V)(2.5V)Va能断基准DRIVEADATA输人移位本地报揭器COMP寄存器CLOCKBOOST开关电流源16位DACLATCHDAC锁存器及滤波器A,4上电复位LOOPRTNCrCCCOMAD421及电压调整电路原理图VTU.VT2+cs24V文LVVCCDRIVEDATARCOMPLATCHCPUCTC6RLAD421文CLOCKCiBOOSTCECAALOOPCCRTNS通讯模块C4现场总线通信方式
调制器 ITXD:二进制数字信号输入 OXTA:FSK 信号输出 解调器 IRXA:FSK 信号输入(由信号回路) ORXD:二进制数字信号输出 INRTS:控制端 低电平“0” ,调制器工作,解调器输 出不定; 高电平“1” ,解调器工作,调制器输出呈高阻状态。 载波监测电路用于检测 4~20mA 直流信号中是否叠加有数字信号 ,侦听网络和启动接 收 时基电路产生调制器和解调器所需的时间基准信号,同时还提供 19.2kHz 的脉冲输出 AD421 16 位串行输入、4~20mA 电流输出 与 HART 通信模块共同完成变送器的数字通信 组成:数模转换器、电流转换器和电压调整器 AD421 及电压调整电路原理图 现场总线通信方式
控制线发送控制通信地址线发送数据现场总线控制CPUMPU单元数据线接收数据通信控制单元实现物理层的功能,完成信息帧的编码和解码、校验、数据的发送与接收通信控制单元实现物理层的功能,完成信息顿的编码和解码、帧校验、数据的发送与接收作业::P78:2-1,2-2,·模拟式变送器的信号传输方式?·数字式变送器的信号传输方式?·HART协议?
通信控制单元实现物理层的功能,完成信息帧的编码和解码、帧校验、数据的发送与接 收 通信控制单元实现物理层的功能,完成信息帧的编码和解码、帧校验、数据的发送与接 收 作业: • P78 • 2-1,2-2, • 模拟式变送器的信号传输方式? • 数字式变送器的信号传输方式? • HART 协议?
3.2.差压变送器差压变送器用来将差压、流量、液位等被测参数转换为标准的统一信号,以实现对这些参数的显示、记录或自动控制。按照检测元件分类:膜盒式差压变送器电容式差压变送器扩散硅式差压变送器振弦式差压变送器电感式差压变送器等3.2.1.膜盒式差压变送器膜盒式差压变送器构成F;Ap位移检测测量部分杠杆系统放大器F电磁反馈机构工作原理:力矩平衡检测元件一膜盒或膜片杠杆系统则有单杠杆、双杠杆和矢量机构
3.2. 差压变送器 差压变送器用来将差压、流量、液位等被测参数转换为标准的统一信号,以实现对这些 参数的显示、记录或自动控制。 按照检测元件分类: 膜盒式差压变送器 电容式差压变送器 扩散硅式差压变送器 振弦式差压变送器 电感式差压变送器等 3.2.1. 膜盒式差压变送器 膜盒式差压变送器构成 工作原理:力矩平衡 检测元件——膜盒或膜片 杠杆系统则有单杠杆、双杠杆和矢量机构