【正文】 dent intellectual property instrument bee a top priority. Smart HART protocol analog instrument transmitter as the transition to digital instrumentation products, because of its current de facto industry standard has bee, in line with China39。在我國研制出的第一臺 HART 智能變送器，已達到了國際先進水平。主要表現(xiàn)：產品可靠性、穩(wěn)定性差的問題依然突出；重大工程項目產品成套率下降(由“八五”的 80％下降到 50％左)，高檔產品主要被國外產品占領，中檔產品面臨強烈沖擊，加入 WT0 以后，形勢將更加嚴峻。22 參數(shù)設置流程圖 ........................................................................................2641 變送器的測控程序流程圖 ...............................................................................2441 D/A 轉換器 .................................................................................................1932 HT2022 芯片的功能模塊 ..........................................................................1732 HART 通信模塊 ................................................................................................173221 HART 協(xié)議概述 ..................................................................................................821 現(xiàn)場總線的發(fā)展 ..................................................................................................512 智能變送器的發(fā)展 .............................................................................................612 HART 通信結構模型 ........................................................................................1022 HART 數(shù)據(jù)鏈路層 ....................................................................................1124 各層間的功能關系 ....................................................................................12223 傳感器模塊 ........................................................................................................183412 HART 數(shù)據(jù)與發(fā)送通訊流程圖 ........................................................................2742 變送器數(shù)據(jù)發(fā)送流程圖 ............................................................................29結論 ..............................................................................................................................31致謝 ..............................................................................................................................32參考文獻 ......................................................................................................................33摘要國家“十五”計劃的全面啟動，給儀器儀表行業(yè)帶來新的增長點。因此，研究出有自主知識產權的儀器儀表成為當務之急。關鍵詞: HART 協(xié)議； 智能變送器； 現(xiàn)場總線ABSTRACTState 15 program into full swing, to the instrumentation industry to bring new growth. According to relevant analysis, only the first phase of the project on natural gas needs of various types of flow, pressure, temperature instrument, regulation and control instruments, analytical instruments, actuators and main control system, estimated at 10 billion or so。s national conditions, coupled with its products can be accumulated for the development of FF bus experience, still has a development value.2wire HART Smart Transmitter technical difficulties: their current can not exceed , which is a typical low power requirements?？梢哉f，檢測技術與自動控制水平的高低，是衡量一個國家科學技術現(xiàn)代化程度的重要標志。1為解決開放性資源的共享問題，從用戶到廠商都強烈要求形成統(tǒng)一標準，促進現(xiàn)場總線技術的形成。現(xiàn)場總線技術關鍵之處在于系統(tǒng)的開放性，強調對標準的共識與遵從，打破了傳統(tǒng)生產廠家各自獨立標準的局面，保證了來自不同廠家的產品可以集成到同一個現(xiàn)場總線系統(tǒng)中，并且可以通過網(wǎng)關與其他系統(tǒng)共享資源。HART 采用頻移鍵控（FSK）技術。當從機只有 1 臺 HF 智能變送器，即智能變送器工作在點點方式下時，可繼續(xù)使用傳統(tǒng)的 4～20mA 信號進行模擬傳輸，而測量、調整和測試數(shù)據(jù)用數(shù)字方式傳輸；當從機為多臺 HF 智能變送器時，即智能變送器工作在多站方式下時，4～20mA 信號作廢，每臺變送器工作電流為 4mA 左右。應該指出，HART 被認為是事實上的工業(yè)標準，但它本身并不算現(xiàn)場總線（模擬和數(shù)字的混合），只能說是現(xiàn)場總線的雛形，是一種過渡協(xié)議。變送器是工業(yè)生產過程中的重要檢測設備，廣泛用于工業(yè)中的壓力、差壓、流量、液位等工藝的檢測，是工業(yè)自動化控制的基本數(shù)據(jù)來源。智能變送器具有檢測某種變量如壓力、溫度等，以及把檢測結果傳送出去的功能。經(jīng)過近 20 年的發(fā)展，智能變送器的發(fā)展更趨完善，功能增強和多樣化，它們具有變送、控制、故障診斷及過程報警燈功能。但目前占主導地位的分散型控制系統(tǒng)（DCS）要轉化為現(xiàn)場控制總線控制系統(tǒng)（FCS），儀表制造商和用戶均需要一個過渡期。此外，F(xiàn)F 協(xié)議產品的全面運用，也尚需時日。1論文整體分為四章，具體如下：第一章緒論，綜述了現(xiàn)場總線的發(fā)展、智能變送器的發(fā)展和各自的特點。最后是我對整個設計的體會和總結。HART 通信不需要增加布線，可以通過現(xiàn)存的連線進行，由于允許模擬信號和數(shù)字信號的并存，所以當在數(shù)字通信上花費時間而增加測量延遲的時侯，HART 通信可以用模擬信號來實現(xiàn)控制。圖 HART 數(shù)字通信HART 協(xié)議的顯著特性之一就是它可以同時進行模擬和數(shù)字兩種通訊。還利用模擬信號上疊加的數(shù)字信號來傳輸控制信號。圖中的邏輯“1”由 1200Hz 頻率代表，邏輯“0”由 2200Hz 代表。為滿足工業(yè)過程對 HART 協(xié)議的日益需求， 1990 年成立 HART 通訊基金會，它是一個獨立的、非盈利機構。目前，世界上已有 100 多家公司采納了這一協(xié)議，其中有許多如 Rosement,Foxboro,Smar,ABB,Moore,Honeywell 等等，共生產了近 600 種 HART 協(xié)議設備，幾乎覆蓋了所有種類的過程測量儀表和執(zhí)行設備。HART 協(xié)議之所有適應于當今，是因為它在進行雙向數(shù)字通信的同時傳輸4—20mA 的模擬信號，數(shù)字通信提供了現(xiàn)場智能設備的需要，而 4—20MaA 的模擬信號又支持著傳統(tǒng)的儀器設備。2 HART 通信結構模型HART 通信結構模型是以國際化組織的開放式互連模型為參照，為分三層，即對應于 OSI 的應用層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層（見圖 ）分層 OSI 層次 HART 層次7 應用層 HART 命令6 表示層 未使用5 會晤層 未使用4 傳輸層 未使用3 網(wǎng)絡層 未使用2 數(shù)據(jù)鏈路層 協(xié)議規(guī)范1 物理層 Bell 202圖 HART 通信結構模型HART 協(xié)議規(guī)定了對實體之間的通信規(guī)則，并通過上下層的接口服務，實現(xiàn) HART 通信模式，以這樣的模式，可以在主設備與現(xiàn)場設備之間建立通信連接。HART 信號傳輸時基于 Bell 202 通信標準，采用 FSC 方法，數(shù)字信號的傳送波特率設為 1200bps，數(shù)字信號“0”和“1”分別用 2200Hz 和 1200Hz 的正弦波表示，這些頻率的正弦波疊加在模擬信號上一起傳送。多數(shù)現(xiàn)有電纜都可以用于HART 通信，但最好采用直徑大于 的電纜。 圖 HART 調制頻率信號2圖 HART 協(xié)議數(shù)據(jù)幀格式2第一類命令是通用的，對所有遵從 HART 協(xié)議的智能設備都適用。HART 通信協(xié)議允許兩種通信模式：第一種是“問答式 ” ，即主設備向從設備發(fā)出命令，從設備給予回答，每秒鐘可以變換兩次數(shù)據(jù)；第二種是“成組模式” ，即無需主設備發(fā)出請求而從設備自動地連續(xù)發(fā)出數(shù)據(jù)，傳輸速率提高到每秒 次，但只適用于“點對點”的連接方式，而不適用于多站連接方式。物理層作為電氣接口，一方面接受來自數(shù)據(jù)鏈路層的信息，把它轉換為物理信號，并且傳送到現(xiàn)場總線的傳輸媒體上，起到發(fā)送驅動器的作用；另一方面把來自總線傳輸媒體的物理信號轉換為信號送往數(shù)據(jù)鏈路層，起到接收器的作用，當它收到來自數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)信息時，需按照 HART 協(xié)議規(guī)范對數(shù)據(jù)幀加上前導碼與定界符等，并對其實行數(shù)據(jù)編碼，在經(jīng)過發(fā)送驅動器，把所產生的物理信號傳送到總線的傳輸媒體上。3 HAR