一,、BRAIN 通信協(xié)議的核心機(jī)制

• 信號(hào)疊加方式：

• 模擬信號(hào)：用于傳輸變送器的測(cè)量值（如壓力,、流量等）,，標(biāo)準(zhǔn) 4~20mA。

• 數(shù)字信號(hào)：通過(guò) FSK 調(diào)制,，將 “0” 編碼為 1200Hz,，“1” 編碼為 2200Hz 的音頻信號(hào)，疊加在模擬信號(hào)上，不影響 4~20mA 電流的連續(xù)性,。

• 通信雙向性：

• 手操器可向變送器發(fā)送指令（如參數(shù)設(shè)定,、校準(zhǔn)），變送器向手操器返回測(cè)量數(shù)據(jù),、自診斷信息等,。

二、BT200 手操器與變送器的連接及工作流程

1. 硬件連接與通信條件

• 連接方式：

• 通過(guò)掛鉤直接連接變送器接線盒內(nèi)的端子,，或通過(guò)中斷端子板,、電纜連接至回路。

• 回路要求：電阻 250~600Ω（含電纜電阻）,，電容≤0.22μF,，確保數(shù)字信號(hào)傳輸穩(wěn)定。

• 電源與功耗：

• 5 節(jié) 1.5V 堿性電池供電,，低電壓時(shí)報(bào)警燈閃爍,，無(wú)操作 5 分鐘自動(dòng)關(guān)機(jī)，降低功耗,。

2. 工作流程（以參數(shù)設(shè)定為例）

1. 手操器發(fā)送指令：

• 操作人員通過(guò)手操器按鍵輸入指令（如修改量程,、工位號(hào)），指令經(jīng)內(nèi)部電路轉(zhuǎn)換為 FSK 數(shù)字信號(hào),。

• 數(shù)字信號(hào)疊加在 4~20mA 回路上,，傳輸至變送器。

2. 變送器接收與響應(yīng)：

• 變送器內(nèi)置的 BRAIN 協(xié)議芯片解調(diào)出數(shù)字信號(hào),，解析指令后執(zhí)行相應(yīng)操作（如更新內(nèi)部寄存器參數(shù)）,。

• 變送器將操作結(jié)果（如參數(shù)確認(rèn)值、當(dāng)前測(cè)量值）通過(guò) FSK 信號(hào)回傳至手操器,。

3. 手操器接收與顯示：

• 手操器解調(diào)回傳的數(shù)字信號(hào)，在 LCD 屏幕顯示結(jié)果（如 “參數(shù)修改成功”“當(dāng)前壓力值”）,，或通過(guò)打印功能輸出（僅 BT200-P00 型號(hào)）,。

三、關(guān)鍵技術(shù)原理解析

1. FSK 調(diào)制與解調(diào)技術(shù)

• 調(diào)制原理：手操器將數(shù)字信號(hào)（二進(jìn)制數(shù)據(jù)）轉(zhuǎn)換為不同頻率的音頻信號(hào)（1200Hz/2200Hz）,，疊加在 4~20mA 電流上,，利用電流回路傳輸。

• 解調(diào)原理：變送器通過(guò)濾波電路分離模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào),，再通過(guò)頻率檢測(cè)還原數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),，反之亦然。

2. 模擬與數(shù)字信號(hào)共存機(jī)制

• 由于數(shù)字信號(hào)是交流分量（音頻頻率）,，模擬信號(hào)是直流分量,，兩者通過(guò)電容、電感等元件實(shí)現(xiàn)分離：

• 變送器接收端通過(guò)電容隔離直流，提取數(shù)字信號(hào),；手操器接收端通過(guò)電感隔離交流,，讀取 4~20mA 模擬值。

• 這種設(shè)計(jì)確保通信期間 4~20mA 信號(hào)不中斷,，滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng) “熱插拔” 和實(shí)時(shí)監(jiān)控需求,。

3. 自診斷與數(shù)據(jù)保護(hù)原理

• 自診斷：手操器與變送器通信時(shí)，會(huì)實(shí)時(shí)檢測(cè)信號(hào)質(zhì)量,、協(xié)議兼容性等,，若出現(xiàn)通信中斷、參數(shù)錯(cuò)誤等問(wèn)題,，通過(guò)屏幕提示或報(bào)警燈反饋（如 “CHECK COMMUNICATION”）,。

• 數(shù)據(jù)保護(hù)：通過(guò)密碼設(shè)定防止非授權(quán)操作，電池供電時(shí)內(nèi)部存儲(chǔ)器有斷電保護(hù),，避免參數(shù)丟失,。

四、與其他通信協(xié)議的對(duì)比（以 HART 為例）

五,、實(shí)際應(yīng)用中的工作原理場(chǎng)景

• 校準(zhǔn)場(chǎng)景：當(dāng)需要對(duì) EJA 變送器調(diào)零時(shí)，手操器發(fā)送 “調(diào)零指令”,，變送器接收后將當(dāng)前測(cè)量值設(shè)為零點(diǎn)（4mA）,，并回傳確認(rèn)信號(hào)，手操器顯示 “ZERO ADJUST COMPLETED”,。

• 監(jiān)控場(chǎng)景：手操器實(shí)時(shí)讀取變送器的測(cè)量值（如壓力 1.0MPa）,，并解析為數(shù)字信號(hào)顯示，同時(shí)不影響 4~20mA 電流輸出至 DCS 系統(tǒng),。

總結(jié)