现场总线及由此产生的现场总线智能仪表将成为未来工业过程控制的发展方向。HART 协议是现场总线的一种过渡性协议，可使数字与模拟信号同时传送且互不干扰，实现双向通讯。目前，由于模拟仪表的大量使用，开发研究基于HART 协议的智能阀门定位器具有良好的应用价值和市场前景。

本文介绍了一种基于 HART 协议的低功能智能型电气阀门定位器的设计方案。该方案可用于控制气动直行程和角行程执行器，实现阀门的准确定位。另外，还可与其它智能现场设备或上位机进行双向通信，具有自诊断、远程组态等功能。

本论文主要完成以下几个方面研究：

1. 完善了以 MSP430 单片机为核心的硬件体系结构,其中包括中央控制单元、HART 接口单元、电源电路、I/P 控制电路、保护电路、人机界面接口和阀位反馈电路等；

2. 增加手动初始化的功能，进一步扩展了定位器的适用范围；对阀门定位器的工作特性进行研究，实现运行时参数的自动检测，完善定位器控制算法；

3. 编写基于 uC/OS-II 实时操作系统的系统软件，包含 HART 通信模块、组态模块和控制模块三个部分：HART 通信模块实现了 HART 通信协议应用层规定的功能；组态模块主要完成系统参数设定及参数自整定功能；控制模块通过调节进入执行机构的空气流量，实现准确定位。

与常规定位器相比，该定位器具有控制精度高、能耗低、调整方便、适用范围广及可任意选择调节阀流量特性和分程范围等优点，同时该定位器还具有自诊断和故障报警等功能，有着广泛的市场需求，并将在相当长的一段时间内发挥主导作用。