遇到HART协议的智能仪表如何操作

2021/8/12 0:00:58 人评论 次浏览 分类:调试维修  文章地址:/tech/3921.html

HART协议从制定到现今已有35载了,美国罗斯蒙特公司制定HART通信协议制定是有原因可寻的。

HART协议

HART通信协议诞生缘由

如今的传感器或者变送器的信号几乎采用4-20mA,成为工业过程控制的标准信号。利好之处是将原有的杂七杂八的信号统一起来,利于各个厂商的工业过程控制仪表相互兼容,不再会因不兼容而烦恼。

但是微电子技术日益发展,很多变送器、传感器、控制器、甚至集散控制系统和可编程逻辑控制都用上了微处理器。此时面临着现场仪表和控制室仪表之间的传输信息量急剧增加,紧靠4-20mA的电流回路传输信息当前需求。急需寻求一种全数字化的,双向多变量的通信规程,目的是替代原来的4-20mA模拟传输方式。


既然有需求肯定会有市场,率先垂范的就是罗斯蒙特公司。1986年他们制定了hart通信协议,全称可寻址远程传感器通路。它的问世得益于市场的需求,其次得益于计算机网络技术的不断发展及现场总线技术的发展。


虽然现在很多同行的人接触HART协议或者听过不少,但要明白HART协议并不是现场总线协议,从专业角度看只能算得上过渡性的现场总线标准。


HART通信协议简述

从上述可知其作为过渡性的现场总线标准,它的过渡是从模拟系统向数字系统的过渡协议。因为它是唯一向后兼容智能仪表的解决方案,所以它不仅能提供现场总线的优越性,还能保留4-20mA所以仪表的兼容性。例如变送器等智能仪表,以美国罗斯蒙特hart协议居多,日本横河布朗协议居少,主要原因是hart协议在过渡期期间有强大的市场竞争力,显然市场份额占比大也是情理之中的事。

从网络七层协议看HART协议用了到了三层,分别是物理层、数据链路层、应用层。物理层它用到了BeIl202标准频移键控信号,在标准信号叠加低电平数字信号,又不影响模拟信号的传输与使用,主要是频移键控信号相位是连续的,所以平均值是零且相互不干扰。数据链路层它规定了通信数据结构、通信模式、用户接口原语。应用层规定了强大的命令集,即主站发送命令,从站接受命令。


HART协议智能仪表组成与应用

简单的看有电源?椤4衅鹘涌凇CU、A/D?椤/A?椤art通信电路。

现场仪表安装有时位置不太理想,不便于就地调试参数,只要是HART协议智能仪表则可远程调试,只要有一台HART协议手操器。

hart475手操器

途中手操器挂在250欧姆电阻两端,因为变送器的通讯信号是叠加在电流中的,手操器接受的是信号中的电压脉动成分,所以必须要有一个电阻将电流中的脉动转换成电压脉动,手操器才能识别。但工作状态下手操器直接挂在HART协议仪表两端,不必借助250欧姆通讯。

智能仪表与HART手操器接线示意图
广泛应用在天然气、煤制气、液化气、轻烃气等等,涉及领域有化工、能源、食品加工、水处理等领域。

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