HART协议通讯器在智能变送器实际测量中的应用.pdf

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1、技改与创新化工自动化及仪表，2010，37(2)：93—94ControlandInstrumentsinChemicalIndustryHART协议通讯器在智能变送器实际测量中的应用刘军华(沧州渤海石化工程有限公司，河北沧州061000)摘要：介绍HART协议的工作特点和应用现状，并以Fc系列智能变送器为例叙述基于HART协议的智能变送器的实际应用及现场使用中应注意的情况。关键词：HART协议；智能变送器；通讯中图分类号：TP393文献标识码：B文章编号：1000-3932(2010)02-0093-021引言HART(HighwayAddressa

2、bleRemoteTransducer)可寻址远程传感器高速通道的开放通讯协议，是美国罗斯蒙特公司于1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通讯协议。HART装置提供具有相对低的带宽，适度响应时间的通讯，经过10多年的发展，HART技术在国外已经十分成熟，并已成为全球智能仪表的工业标准。2HART协议的应用特点2．1HART协议与现场智能仪表之间的通讯方式HART协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号，在低频的4～20mA模拟信号上叠加幅度为0．5mA的音频数字信号进行双向数字通讯，数据传输率为1．2Mbps。由于FSK信号的

3、平均值为0，不影响传送给控制系统模拟信号的大小，保证了与现有模拟系统的兼容性。在HART协议通讯中主要的变量和控制信息由4一加mA传送，在需要的情况下，另外的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过HART协议访问。2．2HART协议通讯方式的特点HART通讯采用的是半双工的通讯方式，其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通讯，属于模拟系统向数字系统转变过程中的过渡性产品，因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力，得到了较快发展。HART规定了一系列命令，按命令方式工作，它有三类命令：第一类称为通用命令，这是所有设备都理解、都执行的命令；第二

4、类称为一般行为命令，所提供的功能可以在许多现场没备(尽管不是全部)中实现，这类命令包括最常用的现场设备的功能库；第三类称为特殊设备命令，以便于工作在某些设备中实现特殊功能，这类命令既可以在基金会中开放使用，又可以为开发此命令的公司所独有。在一个现场设备中通常可发现同时存在这三类命令。2．3HART协议的应用现状HART采用统一的设备描述语言DDL。现场设备开发商采用这种标准语言来描述设备特性，由HART基金会负责登记管理这些设备描述并把它们编为设备描述字典，主设备运用DDL技术来理解这些设备的特性参数而不必为这些设备开发专用接口。但这种模拟数字混合信号

5、制难以开发出一种能满足各公司要求的通讯接口芯片。HART能利用总线供电，可满足本质安全防爆要求，并可组成由手持编程器与管理系统主机作为主设备的双主设备系统。3智能变送器的应用特点3．1智能变送器的工作特点(1)智能变送器在检测部件中，除了压力(差压)传感元件外，一般还有温度传感元件。产品采用微机械电子加工技术、超大规模的专用集成电路(ASIC)和表面贴装技术，整体结构紧凑、可靠性高、体积很小；(2)智能变送器的精度较高，一般都在±0．1％～±0．2％，有的还能达到±0．07％。测量范围很宽，量程可达40、50、100甚至400；其他如温度性能、静压性能

6、、单向过载性能等也比以往的普通变送器有了很大提高；(3)智能变送器可以在手持通讯器上设定仪表的零点和量程，因此仪表可以在不同信号压力的情况下更改测量范围，这对于现场情况较复杂的环境尤为方便；(4)智能变送器和DCS控制系统之间可实现数收稿日期：2009—12．07(修改稿)·94·化工自动化及仪表第37卷字通讯，这就为全数字化的现场总线控制系统提供了条件。3．2智能变送器需要具备的功能在变送器中，仅仅增加了微处理器，是不能称之为智能变送器的，只有当微处理器产生下列功能后才能称为智能变送器：(1)具有双向通讯能力；(2)完善的自诊断功能；(3)优良的技术

7、性能，包括可靠的传感器技术、宽广的量程范围、稳定的压力和温度补偿。4现场中应用的智能变送器及与HART协议通讯器互联操作的规范性‘中石化沧州分公司现场装置中应用的智能变送器基本以富士FCX。AX、FCX．All系列、罗斯蒙特1151S、3051系列为主，也有少量的横河EJA智能变送器在使用。以上系列智能变送器共同的特点是智能化程度都较高，精度、静压性能、单向过载性能都远远超过原电III型变送器的性能指标，满足了工艺对运行参数测量更精准、平均无故障时间更长的要求。由于HART通讯协议基本上是由罗斯蒙特开发的，各仪表公司在研制智能变送器初期并没有将HART

8、协议作为统一标准，因此富士系列采用的是自己研发的FXW手持终端。但由于后来HART通讯协议成为