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1、HART智能儀表巡回檢測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)陳俊杰,等HART智能儀表巡回檢測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)DesignandImplementationofDataLoggingandDetectingSystemforHARTIntelligentInstruments障傻左1,2善祥垂1'2俞侈2(華東理工大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院1,上海200237;上海工業(yè)自動化儀表研究院2,上海200233)摘要:為了提高儀表企業(yè)的生產(chǎn)效率以及出廠產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性,提出了一種基于HART協(xié)議的智能儀表巡回檢測系統(tǒng),用于對符合HART協(xié)議的智能儀表進行全程檢測。介紹了該系
2、統(tǒng)的基本構(gòu)思,詳細闡述了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計,并重點分析了硬件系統(tǒng)設(shè)計過程中的芯片保護電路。系統(tǒng)采用PC機作為主控制器,能對儀表進行全自動檢測,并把每次檢測和分析結(jié)果存人數(shù)據(jù)庫,系統(tǒng)應(yīng)用效果良好。關(guān)鍵詞:檢測系統(tǒng)HART協(xié)議智能儀表數(shù)據(jù)采集閂鎖效應(yīng)雙電源系統(tǒng)中圖分類號:TP23文獻標(biāo)志碼:AAbstract:Inordertoenhancetheproductiveefficiencyandthestabilityandreliabilityoftheproductsforenterprises,thedatalosgingandde—tectings
3、ystembasedonHARTprotocolforintelligentinstrumentsconformingHARTprotocolisproposed.Thebasisconceptionofthesystemisintroduced。thedetaileddescriptionisgivenfrombothaspectsofhardwareandsoftware。andthechipprotectioncircuitinhardwaredesignisanalyzedemphatically.Personalcomputeristhe
4、maincontrollerinthesystemforautomaticallydetectingtheinstruments,andeverydetectingandanalyzingresultisstoredindatabase.Thesystemfeaturesexcellentapplicableeffects.Keywords:DetectingsystemHARTprotocolIntelligentinstrumentDataacquisitionLatcheffectDualpowersupplysystem0引言好的智能儀表不
5、僅需要具有較高的性能指標(biāo),更需要有較高的穩(wěn)定性。為了提高儀表的穩(wěn)定性和可靠性,智能儀表在出廠之前都要進行一系列的檢測工作,其中包括高溫老化測試。企業(yè)通過高溫老化測試,可使元器件的缺陷、焊接和裝配等生產(chǎn)過程中存在的隱患提前暴露,從而迅速檢測出不良產(chǎn)品,提高出廠產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。因此,高溫老化測試是生產(chǎn)企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量和競爭力的重要生產(chǎn)流程。如果采用人工測試高溫老化,則其效率低、周期長,且易受人為因素的干擾,這樣,老化測試就成為制約企業(yè)進一步提高生產(chǎn)效率的瓶頸。而自動化或者半自動化的測試裝置可以顯著地提高測試效率,并能保證測試結(jié)果不受人為因素的影響
6、。通過利用智能儀表自身具有的智能功能,配合專用巡回檢測系統(tǒng)對老化過程進行檢測,既發(fā)揮了智能儀表的智能功能和自診斷優(yōu)勢,又對儀表的功能進行了全面檢測。修改稿收到日期:2009—09—16。第一作者陳傻杰,男,1983年生,現(xiàn)為華東理工大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院在讀碩士研究生;主要從事現(xiàn)場總線理論及應(yīng)用等方面的研究工作?!蹲詣踊瘍x表》第3l卷第7期2010年7月1系統(tǒng)硬件設(shè)計1.1設(shè)計方案為了提高可互操作性,系統(tǒng)硬件設(shè)計采用PC作為主控制端,并利用Pc上位機軟件實現(xiàn)通道切換、數(shù)據(jù)顯示和存儲等功能?。同時,考慮到系統(tǒng)的可擴展性,系統(tǒng)采用主從箱的分體式設(shè)計。主
7、箱和從箱均可接人32臺HART智能儀表,而系統(tǒng)最多可以同時連接8個箱體,因此,系統(tǒng)可同時檢測256臺儀表。箱體采用USB接口與PC進行數(shù)據(jù)交換。主箱由電流環(huán)回路、信號處理與控制以及信號采集與數(shù)字接口這三部分組成,三部分分成三個板卡分別進行設(shè)計。電流環(huán)回路部分主要由限流模塊和250Q電阻模塊組成。限流模塊起回路保護的作用,以防止儀表出現(xiàn)故障而影響到整個系統(tǒng)。智能儀表一般輸出為4—20mA的電流信號,此電流信號經(jīng)過限流模塊,再通過250Q電阻就變成了1~5V的電壓信號,從而可以被數(shù)據(jù)采集板卡采集。由于智能儀表長期輸出的20mA電流會使電阻不斷發(fā)熱,導(dǎo)致
8、電阻阻值發(fā)生變化,從而影響測試準(zhǔn)確度,因此,為最大可能地減少由溫度引起的測量誤差,此次采用的電阻是精度高、溫度系數(shù)小且59