一種通過rs232讀取hart儀表參數(shù)的電路及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及自動化儀表測試技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種通過RS232讀取HART儀表參數(shù)的電路及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]長久以來HART協(xié)議智能儀表的參數(shù)讀取一般都是通過各大廠家生產(chǎn)的專門的產(chǎn)品如手操器來完成.一般而言這類手操器產(chǎn)品的價格昂貴，維修也需要專業(yè)人員，后期產(chǎn)品升級的費用也較高，同時由于手操器的程序是固化的，不能對其進(jìn)行二次編程，靈活度不高。因此有必要開發(fā)出一種價格低廉且方便使用的HART協(xié)議儀表參數(shù)讀取方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種通過RS232讀取HART儀表參數(shù)的電路及系統(tǒng)，用于解決在現(xiàn)有HART協(xié)議儀表參數(shù)測試中需要由價格昂貴的專業(yè)設(shè)備來進(jìn)行操作的問題。
[0004]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案:
[0005]一種通過RS232讀取HART儀表參數(shù)的電路，包括上位機，其特征在于:所述電路還包括:上位機命令解析模塊，通過RS232串口電路與上位機進(jìn)行連接通信，用于按照協(xié)議對上位機輸出的HART命令進(jìn)行解析得到包含對應(yīng)的通用命令類型的數(shù)字信號并予以輸出、以及還用于將HART信號收發(fā)模塊發(fā)送的HART信號參數(shù)上傳至上位機；HART信號收發(fā)模塊，連接于上位機命令解析模塊，用于將上位機命令解析模塊輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成供HART儀表識別的模擬信號、以及還用于將HART儀表回傳的HART信號參數(shù)發(fā)送至上位機命令解析模塊。
[0006]作為上述通過RS232讀取HART儀表參數(shù)的電路的優(yōu)選方案，所述RS232串口電路包括供連接上位機的RS232接口和供連接所述RS232接口和上位機命令解析模塊的RS232接口器件。
[0007]作為上述優(yōu)選方案的進(jìn)一步優(yōu)化，RS232接口器件為集成芯片ADM202E，其中，ADM202E芯片的管腳12和管腳13分別對應(yīng)連接RS232接口的針腳1和針腳2，而RS232接口的針腳3接地，RS232接口的針腳4通過電阻連接外部讀取器件；另外，ADM202E芯片的管腳11和管腳12分別連接于上位機命令解析模塊，ADM202E芯片的管腳8、管腳10及管腳15分別接地連接，ADM202E芯片的管腳16直接連接電源VCC并通過一電容C1接地，ADM202E芯片的管腳2通過一電容C2連接ADM202E芯片的管腳16，ADM202E芯片的管腳6通過電容C3連接ADM202E芯片的管腳15，ADM202E芯片的管腳1通過電容C4連接ADM202E芯片的管腳3，ADM202E芯片的管腳4通過一電容C5連接ADM202E芯片的管腳5，ADM202E芯片的管腳7和9做懸空處理。
[0008]作為上述優(yōu)選方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述上位機命令解析模塊為一型號AT89C51ED2-64的單片機，其中，所述AT89C51ED2-64單片機的管腳25和管腳28分別與上述ADM202E芯片的管腳12和管腳11對應(yīng)連接，AT89C51ED2-64單片機的管腳2和管腳64連接于HART信號收發(fā)模塊，AT89C51ED2-64單片機的管腳37和管腳38之間依次并聯(lián)連接一晶振和電阻Rl，AT89C51ED2-64單片機的管腳8和管腳58連接電源VCC，AT89C51ED2-64單片機的管腳40接地連接。
[0009]作為上述優(yōu)選方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述HART信號收發(fā)模塊包括HART協(xié)議解調(diào)芯片A5191和隔離變壓器T1，其中，所述隔離變壓器T1輸入端分別通過電阻R2和一比較器分別依次連接芯片A5191的管腳16和管腳11，比較器的輸出端通過一電阻R3與隔離變壓器T1輸入端連接，比較器的同相輸入端連接芯片A5191的管腳11，比較器的反向輸入端通過一電阻R4連接比較器的輸出端；隔離變壓器T1的輸出端并聯(lián)連接在檢流電阻的兩端，所述檢流電阻的一端連接正極電源，所述檢流電阻的另一端連接HART儀表。
[0010]另外，本發(fā)明還提供了一種通過RS232讀取HART儀表參數(shù)的系統(tǒng)，包括上位機和HART儀表，所述系統(tǒng)還包括:檢流電阻，串聯(lián)在HART儀表正極電源接入端；上位機命令解析模塊，通過RS232串口電路與上位機進(jìn)行連接通信，用于按照協(xié)議對上位機輸出的HART命令進(jìn)行解析得到包含對應(yīng)的通用命令類型的數(shù)字信號并予以輸出、以及還用于將HART信號收發(fā)模塊發(fā)送的HART信號參數(shù)上傳至上位機；HART信號收發(fā)模塊，連接于上位機命令解析模塊并與所述檢流電阻并聯(lián)連接，用于將上位機命令解析模塊輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號并發(fā)送至供HART儀表識別的所述檢流電阻上、以及還用于將HART儀表回傳的HART信號參數(shù)發(fā)送至上位機命令解析模塊。
[0011]相對現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的以上方案可以實現(xiàn)HART協(xié)議儀表參數(shù)測試的低廉化，省去現(xiàn)有技術(shù)中必須采用價格昂貴的專業(yè)測試設(shè)備的開銷，大大降低了維護(hù)成本。
【附圖說明】
[0012]圖1顯示為一種通過RS232讀取HART儀表參數(shù)的電路的實施方式原理圖。
[0013]圖2顯示為RS232串口電路的電路原理圖。
[0014]圖3上位機命令解析模塊在一實施例中的原理圖。
[0015]圖4顯示為HART信號收發(fā)模塊的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0016]以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0017]需要說明的是，以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0018]目前，公司HART協(xié)議儀表參數(shù)測試主要是通過大公司專用手操器實現(xiàn)，如羅斯蒙特公司的475手操器，這類手操器價格昂貴，基本模塊價格在3萬美金左右，維護(hù)也需要專門人員，并且讀取HART協(xié)議儀表參數(shù)的界面是固態(tài)的，不能滿足客戶的多種顯示需要。為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種制造成本低廉的HART儀表參數(shù)讀取電路，以下將對本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地說明。
[0019]請參見圖1，給出了一種通過RS232讀取HART儀表參數(shù)的電路的實施方式圖，如圖所示，所述電路包括上位機命令解析模塊和HART信號收發(fā)模塊，其中，上位機命令解析模塊通過RS232串口電路與上位機進(jìn)行連接通信，用于按照協(xié)議對上位機輸出的HART命令進(jìn)行解析得到包含對應(yīng)的通用命令類型的數(shù)字信號并予以輸出、以及還用于將HART信號收發(fā)模塊發(fā)送的HART信號參數(shù)上傳至上位機；HART信號收發(fā)模塊連接于上位機命令解析模塊，用于將上位機命令解析模塊輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成供HART儀表識別的模擬信號、以及用于將HART儀表回傳的HART信號參數(shù)發(fā)送至上位機命令解析模塊。
[0020]在具體實施中，結(jié)合本發(fā)明提供的上述方案，以通用命令為例，來說明上位機啟動一次HART儀表參數(shù)檢測過程，操作人員首先可以在上位機來選擇通用命令類型，上位機將通過RS232串口電路將通用命令類型傳送給上位機命令解析模塊，上位機命令解析模塊通過事先定義好的協(xié)議解析對應(yīng)的通用命令類型，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)HART協(xié)議的要求通過HART信號收發(fā)模塊將解析得到的包含通用命令類型的HART信息發(fā)送到HART儀表上，HART儀表接收到命令后傳送相應(yīng)HART信號參數(shù)到HART信號收發(fā)模塊并通過該HART信號收發(fā)模塊傳回至上位機命令解析模塊，并通過上位機命令解析模塊與上位機之間的RS232串口電路回傳到上位機上顯示，至此完成一次完整的HART命令收發(fā)過程。
[0021]在具體實施中，再參考圖1，HART儀表與HART信號收發(fā)模塊之間是通過一檢流電阻Rx來進(jìn)行耦合連接的，HART信號收發(fā)模塊將解析得到的包含通用命令類型的HART信息發(fā)送到檢流電阻Rx上，這樣HART信息就耦合到HART儀表上并被HART儀表所識別；另外，HART儀表在接收到命令后傳送相應(yīng)HART信號參數(shù)在檢流電阻Rx兩端，并通過HART信號收發(fā)模塊將其傳回至上位機命令解析模塊。
[0022]進(jìn)一步地，可以將前述的方案應(yīng)用到上位機和HART儀表中，從而構(gòu)成一個新的HART儀表測試系統(tǒng)，即所述HART儀表測試系統(tǒng)包括上位機、HART儀表以及上述上位機命令解析模塊、HART信號收發(fā)模塊和檢流電阻Rx，其中，上位機命令解析模塊通過RS232串口電路與上位機進(jìn)行連接通信，用于按照協(xié)議對上位機輸出的HART命令進(jìn)行解析得到包含對應(yīng)的通用命令類型的數(shù)字信號并予以輸出、以及還用于將HART信號收發(fā)模塊發(fā)送的HART信號參數(shù)上傳至上位機；HART信號收發(fā)模塊連接于上位機命令解析模塊且并聯(lián)連接于檢流電阻Rx兩端，用于將上位機命令解析模塊輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成供HART儀表識別的模擬信號并發(fā)送至檢流電阻Rx上、以及用于將HART儀表回傳的HART信號參數(shù)發(fā)送至上位機命令解析模塊，檢流電阻Rx串聯(lián)在HART儀表正極電源接入端。
[0023]在具體實施中，可以參見圖2，給出了上位機命令解析模塊與上位機之間通過RS232串口電路連接的電路原理圖，所述RS232串口電路包括RS232接口和RS232接口器件，本實施例中，RS232接口器件采用的是ADM202E芯片，如圖所示，ADM202E芯片的管腳12和管腳13分別對應(yīng)連接RS232接口的針腳1和針腳2，而RS232接口的針腳3接地，RS232接口的針腳4通過電阻連接外部讀取器件；另外，ADM202E芯片的管腳11和管腳12分別連接于上位機命令解析模塊，ADM202E芯片的管腳8、管腳10及管腳15分別接地連接，ADM202E芯片的管腳16直接連接電源VCC并通過一電容C1接地，ADM202E芯片的管腳2通過一電容C2連接ADM202E芯片的管腳16，ADM202E芯片的管腳6通過電容C3連接ADM202E芯片的管腳15，ADM202E芯片的管腳1通過電容C4連接ADM202E芯片的管腳3，ADM202E芯片的管腳4通過一電容C5連接ADM202E芯片的管腳5，ADM202E芯片的管腳7和9做懸空處理。
[0024]進(jìn)一步地，再結(jié)合圖3，給出了上位機命令解析模塊在一實施例中的原理圖，上位機命令解析模塊具體為一協(xié)議解析CPU，本實施例中采用的是AT89C