基于HART通讯的远传液位变送器系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于HART通讯的远传液位变送器系统及其使用方法，所述系统包括：控制室、待测目标物、基于HART通讯的远传液位变送器；所述电子式远传液位变送器包括HART主机、HART从机、若干个HART总线适配器；所述HART主机和HART从机分别设置于所述待测目标物的第一位置和第二位置；HART主机和HART从机之间、HART主机与控制室之间、HART从机与控制室之间均通过所述HART总线适配器连接；HART从机获得待测目标物第二位置的第二压力值，并将该值传输给主机；HART主机获得待测目标物第一位置的压力值，并将第一压力值和第二压力值二者的差值存储并通过HART总线适配器传输给控制室。

Remote liquid level transmitter system based on HART communication and its application

【技术实现步骤摘要】
基于HART通讯的远传液位变送器系统及其使用方法
本专利技术涉及变送器
，具体涉及一种基于HART通讯的远传液位变送器系统及其使用方法。
技术介绍
远传式液位变送器的常规技术是采用毛细管灌充硅油传递压力，当传压距离超过20米时，硅油本身的误差影响已经无法忽略，会导致传感器温漂增大、输出滞后、蠕变等一系列问题，并且管路过长也会叠加环境因素的影响，抗振动能力变差。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于HART通讯的远传液位变送器系统及其使用方法。本专利技术的技术方案如下：一种基于HART通讯的远传液位变送器系统，包括：控制室、待测目标物、基于HART通讯的远传液位变送器；所述电子式远传液位变送器包括HART主机、HART从机、若干个HART总线适配器；所述HART主机和HART从机分别设置于所述待测目标物的第一位置和第二位置；所述HART主机和HART从机之间、HART主机与控制室之间、HART从机与控制室之间均通过所述HART总线适配器连接；所述HART主机、HART从机、HART总线适配器任意两两之间均依据HART协议进行通讯；所述HART从机用于获得待测目标物第二位置的第二压力值，并将该压力值传输给主机；所述HART主机用于获得待测目标物第一位置的压力值，并将第一压力值和第二压力值二者的差值存储并通过HART总线适配器传输给控制室。进一步地，所述HART从机进一步包括：从机采样模块、从机处理模块、从机通讯模块、从机开关模块、从机电源模块和从机存储模块；其中：所述从机采样模块，至少包括第二压力传感器，用于采集待测目标物第二位置上的第二压力值，将第二压力传感器输出的第二压力码值转换为数字量并输出给从机处理模块；所述从机处理模块，用于处理从机采样模块输出的第二压力码值，经过平滑和尖峰滤波后输出给从机通讯模块；所述从机通讯模块，用于将从机处理模块输出的第二压力码值调制为HART信号，送至HART总线上，由主机接收码值后做进一步处理；所述从机开关模块，用于控制采样模块的电源，实现采样功能的启停；所述从机电源模块，用于给从机配电；所述从机存储模块，用于保存从机的设置参数，至少包括传感器相关的滤波参数和HART通讯参数。进一步地，所述HART主机进一步包括：主机采样模块、主机处理模块、主机通讯模块、主机开关模块、主机电源模块、主机存储模块、主机电流环模块、主机显示模块；其中：所述主机采样模块，至少包括第一压力传感器，用于采集待测目标物第一位置上的第一压力值，将第一压力传感器输出的码值转换为数字量并输出给主机处理模块；所述主机处理模块，用于处理主机采样模块输出的压力码值，并经过平滑和尖峰滤波后得到处理后的第一压力码值；所述主机处理模块与所述主机通讯模块连接，所述主机通讯模块与所述从机通讯模块连接；所述从机通讯模块通过主机通讯模块将第二压力码值传输给主机处理模块；所述主机处理模块将第一压力码值和第二压力码值进行差值计算，并将该压力差值转化为带温度补偿的压力值PV后输出给主机通讯模块；所述主机通讯模块，用于将主机处理模块输出的PV值调制为HART信号，送至HART总线上，通过HART总线适配器发送给控制室；所述主机开关模块，用于控制主机采样模块的电源，实现采样功能的启停；所述主机电源模块，用于给主机配电；所述主机存储模块，用于保存主机的设置参数，至少包括传感器相关的滤波参数和HART通讯参数；所述主机电流环模块，用于将主机处理模块计算过的PV值转换为4-20mA电流并输出；所述主机显示模块，用于显示当前的数值，至少包括：实时液位高度、当前电流值、应用量程、百分量。进一步地，HART主机与HART从机之间，采用问答式通讯模式，进一步包括：上电后从机为静默状态，收到主机启动命令后，从机开始采样压力码值，并以HART协议规定的burst模式上传码值；当从机接收到停止命令后，停止采样和通讯，等待下一次启动命令。进一步地，所述HART主机、HART从机、HART总线适配器之间，共享HART通讯链路层；HART主机与HART从机之间的应用层命令格式，采用的是自定义命令帧，且前导码为0x00。进一步地，所述HART主机和HART从机的功耗电流之和不能超过3.5mA。一种基于HART通讯的远传液位变送器系统的使用方法，基于上述的系统，包括如下步骤：S1：控制室通过HART总线发送启动命令给HART主机，HART主机接收命令后，依据HART协议，通过HART总线发送启动信号给从机；S2：所述HART主机采集并处理待测目标物第一位置上的第一压力值；S3：HART从机接收HART主机的启动命令，所述HART从机采样并处理待测目标物第二位置上的第二压力值，并将第二压力值通过HART总线传输给主机；S4：所述HART主机接收第二压力值，并将第一压力值和第二压力值进行差值计算，并将该压力差值转化为带温度补偿的压力值PV后通过HART总线发送给控制室。进一步地，所述步骤S2进一步包括：所述主机采样模块，通过第一压力传感器采集待测目标物第一位置上的第一压力值，将第一压力传感器输出的码值转换为数字量并输出给主机处理模块；所述主机处理模块，处理主机采样模块输出的压力码值，并经过平滑和尖峰滤波后得到处理后的第一压力码值。进一步地，所述步骤S3进一步包括：所述从机采样模块，通过第二压力传感器采集待测目标物第二位置上的第二压力值，并将第二压力传感器输出的第二压力码值转换为数字量并输出给从机处理模块；所述从机处理模块，处理从机采样模块输出的第二压力码值，经过平滑和尖峰滤波后输出给从机通讯模块；所述从机通讯模块，将从机处理模块输出的第二压力码值调制为HART信号，送至HART总线上，由主机接收码值后做进一步处理；所述从机开关模块，控制采样模块的电源，实现采样功能的启停；所述从机电源模块，给从机配电；所述从机存储模块，保存从机的设置参数，至少包括传感器相关的滤波参数和HART通讯参数。进一步地，所述步骤S4进一步包括：所述从机通讯模块通过主机通讯模块将第二压力码值传输给主机处理模块；所述主机处理模块将第一压力码值和第二压力码值进行差值计算，并将该压力差值转化为带温度补偿的压力值PV后输出给主机通讯模块；所述主机通讯模块将主机处理模块输出的PV值调制为HART信号，送至HART总线上，通过HART总线适配器发送给控制室；所述主机开关模块控制主机采样模块的电源，实现采样功能的启停；所述主机电源模块给主机配电；所述主机存储模块保存主机的设置参数，至少包括传感器相关的滤波参数和HART通讯参数；所述主机电流环模块将主机处理模块计算过的PV值转换为4-20mA电流并输出；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于HART通讯的远传液位变送器系统，其特征在于，包括：控制室、待测目标物、基于HART通讯的远传液位变送器；/n所述电子式远传液位变送器包括HART主机、HART从机、若干个HART总线适配器；/n所述HART主机和HART从机分别设置于所述待测目标物的第一位置和第二位置；/n所述HART主机和HART从机之间、HART主机与控制室之间、HART从机与控制室之间均通过所述HART总线适配器连接；/n所述HART主机、HART从机、HART总线适配器任意两两之间均依据HART协议进行通讯；/n所述HART从机用于获得待测目标物第二位置的第二压力值，并将该压力值传输给主机；/n所述HART主机用于获得待测目标物第一位置的压力值，并将第一压力值和第二压力值二者的差值存储并通过HART总线适配器传输给控制室。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于HART通讯的远传液位变送器系统，其特征在于，包括：控制室、待测目标物、基于HART通讯的远传液位变送器；
所述电子式远传液位变送器包括HART主机、HART从机、若干个HART总线适配器；
所述HART主机和HART从机分别设置于所述待测目标物的第一位置和第二位置；
所述HART主机和HART从机之间、HART主机与控制室之间、HART从机与控制室之间均通过所述HART总线适配器连接；
所述HART主机、HART从机、HART总线适配器任意两两之间均依据HART协议进行通讯；
所述HART从机用于获得待测目标物第二位置的第二压力值，并将该压力值传输给主机；
所述HART主机用于获得待测目标物第一位置的压力值，并将第一压力值和第二压力值二者的差值存储并通过HART总线适配器传输给控制室。


2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述HART从机进一步包括：从机采样模块、从机处理模块、从机通讯模块、从机开关模块、从机电源模块和从机存储模块；其中：
所述从机采样模块，至少包括第二压力传感器，用于采集待测目标物第二位置上的第二压力值，将第二压力传感器输出的第二压力码值转换为数字量并输出给从机处理模块；
所述从机处理模块，用于处理从机采样模块输出的第二压力码值，经过平滑和尖峰滤波后输出给从机通讯模块；
所述从机通讯模块，用于将从机处理模块输出的第二压力码值调制为HART信号，送至HART总线上，由主机接收码值后做进一步处理；
所述从机开关模块，用于控制采样模块的电源，实现采样功能的启停；
所述从机电源模块，用于给从机配电；
所述从机存储模块，用于保存从机的设置参数，至少包括传感器相关的滤波参数和HART通讯参数。


3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述HART主机进一步包括：主机采样模块、主机处理模块、主机通讯模块、主机开关模块、主机电源模块、主机存储模块、主机电流环模块、主机显示模块；其中：
所述主机采样模块，至少包括第一压力传感器，用于采集待测目标物第一位置上的第一压力值，将第一压力传感器输出的码值转换为数字量并输出给主机处理模块；
所述主机处理模块，用于处理主机采样模块输出的压力码值，并经过平滑和尖峰滤波后得到处理后的第一压力码值；
所述主机处理模块与所述主机通讯模块连接，所述主机通讯模块与所述从机通讯模块连接；所述从机通讯模块通过主机通讯模块将第二压力码值传输给主机处理模块；
所述主机处理模块将第一压力码值和第二压力码值进行差值计算，并将该压力差值转化为带温度补偿的压力值PV后输出给主机通讯模块；
所述主机通讯模块，用于将主机处理模块输出的PV值调制为HART信号，送至HART总线上，通过HART总线适配器发送给控制室；
所述主机开关模块，用于控制主机采样模块的电源，实现采样功能的启停；
所述主机电源模块，用于给主机配电；
所述主机存储模块，用于保存主机的设置参数，至少包括传感器相关的滤波参数和HART通讯参数；
所述主机电流环模块，用于将主机处理模块计算过的PV值转换为4-20mA电流并输出；
所述主机显示模块，用于显示当前的数值，至少包括：实时液位高度、当前电流值、应用量程、百分量。


4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，HART主机与HART从机之间，采用问答式通讯模式，进一步包括：上电后从机为静默状态，收到主机启动命令后，从机开始采样压力码值，并以HART协议规定的burst模式上传码值；当从机接收到停止命令后，停止采样和通讯，等待下一次启动命令。


5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述HART主机、HART从机、HART总线适配器之间，共享HART通讯链路层；HART主机与HART从机之间的应用层命令格式，采用的是自定义命令帧，且前导码为0x00。

【专利技术属性】
技术研发人员：佟志权，孙建，姚建平，刘文斌，
申请(专利权)人：浙江中控技术股份有限公司，浙江中控传感技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33