第九章 智能变送器

智能型变送器智能型变送器是工业控制中的一种重要设备，它可以将各种工业感应器（如温度、压力、流量、液位等）的信号转换成标准的电气信号并输出给控制系统。

相比传统的变送器，智能型变送器具备更高的智能化和自适应性，可以提高生产效率，降低能耗和维护成本。

常见的智能型变送器技术HART技术HART（Highway Addressable Remote Transducer）技术是一种数字通讯技术，能够在传统4-20mA电流传输线路中添加数字信号，实现从控制室对变送器进行实时监测和设置。

相比传统模拟信号传输，HART技术不仅能够实现更高精度的信号传输，还能节约线路成本，提高系统的可靠性和智能化程度。

FF技术FF（Foundation Fieldbus）技术是一种基于数字信号的现场总线技术，可以实现对智能型变送器的集成监测和控制。

FF技术不仅能够降低系统的复杂性和设备成本，还可以提高设备的可靠性和自适应性，为工业控制和管理提供更多的解决方案。

PROFIBUS技术PROFIBUS（Process Field Bus）技术是一种数字化现场总线技术，能够实现智能型变送器之间的通讯和协同工作，并提供实时的数据交换和控制指令。

PROFIBUS技术不仅能够提高现场设备的智能化程度和集成能力，还可以提供先进的自我诊断和故障排除方法，提高设备的安全可靠性。

智能型变送器的特点与优势自适应性智能型变送器具有很强的自适应能力，可以自动适应环境的变化和工作负载的变化，实现对不同工艺参数的准确测量和输出。

智能型变送器可以根据工作负载和环境变化实时调整输出信号，避免误差和偏差，提高生产效率和产品质量。

智能化智能型变送器具有高度智能化的特点，可以实现对自身状态和外部环境的实时监测和控制。

智能型变送器可以通过自我诊断和故障预警实现自我保护，同时还可以实现自动关断和重启等功能，提高设备的安全可靠性。

节约成本智能型变送器的智能化和集成化特点可以有效地降低系统的成本和运维成本。

智能式变送器工作原理
智能式变送器是一种能够将被测量的物理量（如温度、压力、液位等）转换为电信号，并通过通信接口传输给控制系统的设备。

其工作原理通常包括以下几个步骤：
1. 传感器采集：智能式变送器通过内部传感器（如温度传感器、压力传感器等）接触被测量的物理量，将其转换为相应的微弱电信号。

2. 信号放大：通过内部的电子放大器，智能式变送器将微弱的传感器信号放大为适当的幅度，以提高测量的准确性和可靠性。

3. 信号转换：智能式变送器使用内部的模数转换器，将模拟信号转换为数字信号。

这样可以方便地将信号传输给控制系统，并进行进一步的处理和分析。

4. 数据处理和校正：智能式变送器内部的微处理器会对传感器的输出信号进行处理和校正，以消除温度、线性度等因素引起的误差，并将结果转换为工程单位。

5. 通信传输：智能式变送器使用通信接口（如HART、FOUNDATION Fieldbus、Profibus等）将处理后的数据传输给
控制系统。

这样可以实现实时监测、远程控制和数据管理等功能。

通过以上步骤，智能式变送器能够快速、准确地将被测量的物
理量转换为数字信号，并将其传输给控制系统，为工业过程的自动化和智能化提供了重要的支持。

智能变送器工作原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊智能变送器那神奇的工作原理呀！
你说这智能变送器啊，就好像是一个特别机灵的小侦探！它呀，时刻都在敏锐地感知着周围的一切。

压力啦、温度啦、液位啦等等，这些参数就像是它要追寻的线索。

它是怎么工作的呢？就好比你在一个大工厂里，到处都是复杂的管道和设备。

智能变送器就安安静静地待在那里，一声不吭地观察着。

它的传感器就像是它的眼睛，能精准地捕捉到各种信号。

这些信号就像是一个个小密码，而智能变送器呢，就负责把这些小密码给破解了，然后转化成我们能看懂的数据。

你想想看，要是没有它，我们怎么能知道那些设备里面到底发生了什么呀！它就像一个默默守护的小卫士，时刻为我们传递着重要的信息。

它还特别聪明呢！能自动进行一些调整和校准，就跟那会自己进化的小精灵似的。

不管环境怎么变，它都能很快适应，然后继续准确地工作。

这多厉害呀！
而且哦，它还能和其他的设备进行通信呢！就好像它们之间有自己的秘密语言一样，互相交流着信息。

这可给我们省了不少事儿呢，不用我们一个一个去查看了。

你说这智能变送器是不是很神奇？它在我们的生活中可发挥了大作用啦！不管是工业生产还是日常生活中的一些领域，都少不了它的身影。

它就像一个默默无闻却又至关重要的小角色，一直在那里为我们服务着。

所以呀，可别小瞧了这个小小的智能变送器哦！它虽然不声不响的，但却有着大大的能量呢！它让我们的生活变得更加智能、更加便捷。

难道不是吗？以后看到那些复杂的设备和系统，可别忘了这里面有智能变送器的一份功劳呀！
原创不易，请尊重原创，谢谢!。

智能变送器的基本构成及日常维护在介绍智能变送器基本结构原理图和逻辑结构图的基础上，分享智能变送器日常维护内容及故障处理方法。

1、智能变送器基本结构我们所说的智能变送器是指目前应用广泛，信号制式是模拟、数字兼容的，且模拟信号与数字信号共用一条通道，并用HART协议通信的变送器，智能变送器的基本结构原理如图1所示。

智能变送器由硬件和软件构成，对被测的过程数据进行计算及操作，智能变送器使用有微处理器，有数字信号，但它仍要与过程控制中的模拟信号(4-20mA)兼容，并作为主要信号。

图1 智能变送器基本结构原理图可以把智能变送器的逻辑结构看成是由两台仪表组成，一台是数字仪表，另一台是模拟仪表。

如图2所示。

图中数字仪表由模拟信号调理和数字信号处理两部分组成；而模拟仪表则是数字仪表的模拟形式表现。

按运算关系来看，有三部分运算电路，而且每一部分都可以单独进行测量和调试。

图2 智能变送器逻辑结构图数字仪表的输入部分，在微处理器进行运算前，先要进行A/D转换，把传感元件的测量模拟值转换为数字值，微处理器依据相应的方程式及数据表，传递函数进行计算，这过程就是模拟信号调理，又称为传感元件调整；这时的输出是被测过程变量的数字表示，也就是手操器上读得的数字值PV。

这个数字值只与传感元件的极限范围有关，而与所设定的量程及输出电流没有关系。

数字变换部分是把被测参数的数字值变成等效的直流电流，是依据仪表的零点和满量程值和有关函数进行计算，计算结果就是仪表输出的数字表示。

许多智能变送器都支持用命令使仪表进入一种固定的输出测试模式，即用某一特定的输出值来取代被测参数的正常输出值，供维修时检查使用。

在这部分改变量程会影响电流输出，但对手操器读取的数字过程变量没有影响。

模拟仪表主要是进行4-20mA输出电流的调整。

其接收数字仪表传来的数字信号，并将该数字信号转换成电流，就产生了实际的模拟电流信号，该电流转换是否准确，是要进行校准的，所以校准模拟电流输出是智能变送器特有的。

目录（格式不对）摘要 2ABSTRACT 3第一章前言41.1智能变送器的现状 (6)1.2应用前景 (7)第二章硬件电路设计82.1主机电路中单片机的选择 (9)2.2模拟量输入通道结构 (10)2.3模数转换环节 (11)2.4数据处理环节 (15)2.5数模转换环节 (15)2.6V/I变换电路设计 (16)2.7光电耦合器选择及设计 (17)2.8通信接口 (17)2.8.1 RS－485协议简介及MAX485芯片介绍 (17)2.8.2 提高RS-485网络可靠性的措施: (19)2.9监视定时(看门狗)电路设计： (19)2.9.1 X5045引脚介绍 (19)2.9.2工作原理： (19)第三章软件系统233.1实时测量总体流程 (22)3.2标准放大模块 (24)3.3ADC模块 (24)3.4滤波及标度变换环节 (25)3.5DAC模块 (27)3.6通讯模块 (28)第五章总结错误！未定义书签。

参考文献35致谢错误！未定义书签。

智能变送器的研究与设计（不能加标题，看看要求，是不是没了）摘要随着自动化技术的发展和微电子技术的进步,以及现场总线技术的日益成熟,数控技术在生产过程中的应用越来越广泛,对现场信号的采集、传输和数据处理提出更高的要求。

论文阐述了现场信号通信的发展概况和智能变送器的现状,分析了智能变送器的作用和工作原理,针对应用中使用的不同的传感器输出不同幅值的弱直流电信号的要求,设计了智能变送器系统。

它实现了弱直流电信号放大,并能根据信号的幅值大小来自动改变放大系数,提高测量灵敏度,对采样数据处理后,既能输出 4～20mA DC 标准电流信出的信号范围通过编程设定由集成测量放大器 AD623 和非易失性数控电位器 X9241 组成的放大环节的增益,将弱信号放大到 0～5V DC,通过多通道 12 位串行 A/D 转换器 TLC2543 进行 A/D 转换,将采集到的数据送给单片机 89C52,由单片机进行滤波、标度变换等数据处理后,通过 8 位并行 D/A转换器 DAC0832 将数据转换成 4～20mA DC 信号输出,或通过隔离后的 RS—485总线将数据传送给上位机。

智能式变送器是由传感器和微处理器（微机）相结合而成的。

它充分利用了微处理器的运算和存储能力，可对传感器的数据进行处理，包括对测量信号的调理（如滤波、放大、A/D转换等）、数据显示、自动校正和自动补偿等，微处理器是智能式变送器的核心。

它不但可以对测量数据进行计算、存储和数据处理，还可以通过反馈回路对传感器进行调节，以使采集数据达到最佳。

由于微处理器具有各种软件和硬件功能，因而它可以完成传统变送器难以完成的任务。

所以智能式变送器降低了传感器的制造难度，并在很大程度上提高了传感器的性能。

智能变送器的特点：1、自动补偿能力，可通过软件对传感器的非线性、温漂、时漂等进行自动补偿。

可自诊断，通电后可对传感器进行自检，以检查传感器各部分是否正常，并作出判断。

数据处理方便准确，可根据内部程序自动处理数据，如进行统计处理、去除异常数值等；2、双向通信功能。

微处理器不但可以接收和处理传感器数据，还可将信息反馈至传感器，从而对测量过程进行调节和控制。

可进行信息存储和记忆，能存储传感器的特征数据、组态信息和补偿特性等；3、数字量接口输出功能，可将输出的数字信号方便地和计算机或现场总线等连接。

安徽皖控自动化仪表有限公司成立于2012年，是专业从事工业自动化仪表研究开发、制造的专业厂家之一，注册资金5510万元。

自公司成立以来被评为高新技术企业、规模企业、成立有滁州市工业在线检测仪表工程技术研研究中心、获得青年文明号、民营科技企业的称号，市认定企业技术中心证书、高新技术产品认证证书、市科技进步奖。

展望未来，安徽皖控自动化仪表有限公司将会不断创新，通过提供具有国际水准的优质产品和卓越的服务为客户创造价值，在发展成为国内过程自动化仪表行业顶级企业的同时，促进中国自动化技术的应用与发展水平，为推动中国社会工业化的进程不断努力！。

智能变送器的相关选型介绍智能变送器的概述智能变送器是一种电子仪器，用于将传感器的模拟信号转换为数字信号，以便将信号传输到控制系统中进行处理。

智能变送器不仅可以实时监测和测量各种参数，如温度、压力、流量等，而且还能对所测参数进行处理和转换，并将结果传送给控制系统。

智能变送器通常由三部分组成：传感器、信号处理单元和输出单元。

传感器用于将被测信号转换为电信号，信号处理单元将电信号转换为数字信号，并进行相应的数据处理，输出单元用于将处理后的数据传输给控制系统。

智能变送器的选型智能变送器可用于各种类型的应用，如工业、能源、化工、环境控制等领域。

因此，选择适当的智能变送器对所需的应用至关重要。

以下介绍智能变送器选型的几个重要因素。

测量范围测量范围是指变送器能够测量的被测量参数的范围。

测量范围通常根据应用需求进行选择。

如果所需测量范围超出变送器的测量范围，则可能会导致测量结果不准确或无效。

同时，如果选择的测量范围过大，也会导致变送器的成本增加。

精度精度是指变送器在测量时的准确性。

精度是数据处理的重要因素，尤其是在需要高度精确的应用程序中。

大多数变送器的精度会随着测量范围的增加而降低，因此需要权衡精度和成本之间的关系。

输出类型智能变送器还应根据所需的输出类型进行选择。

常见的输出类型包括电压输出、电流输出、数字输出和频率输出。

选择合适的输出类型将使变送器与其他组件（如PLC、DCS）集成更加容易。

安装需求变送器在安装过程中需要考虑的几个重要因素包括安装位置、物理尺寸、钢板安装孔位置和端子排的位置。

因此，在选型时需要确定变送器是否适合所选的安装位置或是否需要额外的适配器。

适合不同应用场景的智能变送器不同应用场景需要不同类型的智能变送器。

以下是几种常见的应用环境和相应的智能变送器选型。

工业应用在工业自动化中，智能变送器通常用于测量温度、压力、流量和液位。

在选择变送器时需要考虑各种因素，包括最大允许误差、温度范围、压力和流量操作范围、输出类型和反应时间等。