統(tǒng)變送器的hart改造【v錐流量計(jì)相關(guān)變送器】hart智能變送器可以根據(jù)用戶的不同需求，方便地設(shè)置變送器的量程，并且在生產(chǎn)過程中可以針對傳感器的線性度誤差和溫度漂移等特性進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)字特征線性化和數(shù)字溫度補(bǔ)償?shù)炔僮?，從而具有生產(chǎn)效率高、精度高、溫度漂移小等優(yōu)點(diǎn)。以上的組態(tài)、線性化等操作都可以通過組態(tài)軟件方便地實(shí)現(xiàn)，在現(xiàn)場投運(yùn)后，也可以通過按鍵或者手持設(shè)備在線調(diào)整智能變送器參數(shù)，所以使現(xiàn)場維護(hù)的工作量大大降低。
1【v錐流量計(jì)相關(guān)變送器】 hart協(xié)議簡介
hart（highway addressable remote transducer,可尋址遠(yuǎn)程傳感器通路）是用于控制系統(tǒng)與現(xiàn)場智能變送器的一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，由美國rosemount公司在1986年制定，并在其后幾年進(jìn)行了修訂、增補(bǔ)后作為開放標(biāo)準(zhǔn)由hart通信基金會向世界發(fā)布。
與其它只支持?jǐn)?shù)字信號傳輸?shù)默F(xiàn)場總線協(xié)議相比，hart協(xié)議智能變送器的特點(diǎn)就是在傳輸數(shù)字通信信號的同時，保留了4~20ma標(biāo)準(zhǔn)控制信號，可以直接替換原有的模擬儀表，從而成為改造原有模擬設(shè)備的理想選擇。與模擬儀表相比，hart智能儀表在成本不增加太大的前提下，具有易于調(diào)試、維護(hù)和精度更高的優(yōu)點(diǎn)，因而在當(dāng)前的過渡時期具有很強(qiáng)的市場競爭力。在范圍內(nèi)，新安裝的現(xiàn)象變送器中已有超過70％符合hart協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)由于起步較晚，hart智能變送器所占的比例還比較低，但經(jīng)過幾年來的推廣，近年已經(jīng)獲得迅猛的發(fā)展。
hart通信協(xié)議采用了osi通信協(xié)議參考模型中的層物理層、第二層數(shù)據(jù)鏈路層和第七層應(yīng)用層，省略了中間各層。
hart通信協(xié)議的物理層是在4~20ma的模擬信號上疊加bell202標(biāo)準(zhǔn)的頻移鍵控信號，用兩個不同的頻率1200hz和2200hz來表示二進(jìn)制的1和0，通信傳輸速率固定為1200band。由于疊加在直流上的雙頻率正弦波平均值為0，因而不影響4~20ma的模擬信號。hart協(xié)議規(guī)定：hart協(xié)議主設(shè)備（主控制系統(tǒng)或手持器）傳送是一個電壓信號，電壓峰峰值為400~600mv；hart協(xié)議從設(shè)備（現(xiàn)場設(shè)備）傳送的是一個電流信號，電壓峰峰值為400~600mv；hart協(xié)議從設(shè)備（現(xiàn)場設(shè)備）傳送的是一個電流信號，電流峰峰值為0.8~1.2ma。
hart的數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)定了通信數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)、通信模式、用戶接口原語等。hart通信協(xié)議為主從式協(xié)議，即現(xiàn)場設(shè)備只有在被主設(shè)備請求時才作出響應(yīng)。hart協(xié)議允許在同一通信鏈路中存在兩個主設(shè)備，主設(shè)備通常是計(jì)算機(jī)或控制室設(shè)備，第二主設(shè)備通常是手持通信器。
hart通信協(xié)議的應(yīng)用層命令被定義為三類：通用命令、常用命令、設(shè)備專用命令。通用命令的代碼范圍是0~30，它們提供的所有符合hart通信協(xié)議的現(xiàn)場設(shè)備所完成的功能，目的是確保在大量并不斷增長的來自不同供應(yīng)商的符合hart協(xié)議的設(shè)備間可互操作，并在日常工廠操作中訪問數(shù)據(jù)。常用命令的代碼范圍是32~126，它們提供大部分符合hart通信協(xié)議（但不是全部）的現(xiàn)場設(shè)備完成的功能。設(shè)備專用命令的代碼范圍是128~253，它們提供由基本上的特殊現(xiàn)場設(shè)備說完成的功能。
在一個大的系統(tǒng)中，往往集成了多個廠商的變送器。從用戶角度出發(fā)，希望用一個手持器就可以對所有的變送器進(jìn)行一些常用的操作，這就涉及到了互操作性。為了保證hart協(xié)議產(chǎn)品符合互操作性要求，hart基金會要求其協(xié)議產(chǎn)品必須經(jīng)過hart基金會的互操作性和一致性測試。hart協(xié)議現(xiàn)場設(shè)備的種類繁多，所以認(rèn)證測試工作變得尤為突出，應(yīng)進(jìn)行hart協(xié)議產(chǎn)品物理層測試、數(shù)據(jù)鏈路層及應(yīng)用層測試、互操作性測試、設(shè)備描述登記等幾項(xiàng)工作。
2【v錐流量計(jì)相關(guān)變送器】 傳統(tǒng)變送器與hart智能變送器比較
傳統(tǒng)的4~20ma模擬變送器的生產(chǎn)過程通常是根據(jù)用戶的訂貨需要，通過調(diào)整零點(diǎn)、線性、增益電位器等方式使變送器的輸出符合用戶的需求。為了獲得比較高的精度，往往需要反復(fù)調(diào)整，生產(chǎn)效率非常低。投入使用后，如果用戶需要改變變送器的量程，或者在經(jīng)過長時間運(yùn)行后儀表出現(xiàn)了漂移而超出了允許精度，往往就需要返回生產(chǎn)廠家對變送器重新進(jìn)行調(diào)校。
與傳統(tǒng)4~20ma模擬變送器相比，hart智能變送器可以根據(jù)用戶的不同需求，方便地設(shè)置變送器的量程，并且在生產(chǎn)過程中可以針對傳感器的線性度誤差和溫度漂移等特性進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)字特征線性化和數(shù)字溫度補(bǔ)償?shù)炔僮?，從而具有生產(chǎn)效率高、精度高、溫度漂移小等優(yōu)點(diǎn)。以上的組態(tài)、線性化等操作都可以通過組態(tài)軟件方便地實(shí)現(xiàn)，在現(xiàn)場投運(yùn)后，也可以通過按鍵或者手持設(shè)備在線調(diào)整智能變送器參數(shù)，所以使現(xiàn)場維護(hù)的工作量大大降低。
hart智能變送器在系統(tǒng)調(diào)試時注意以下方面：
①最小端電壓 這是儀表可以正常工作的最小電壓。在回路電流達(dá)到值時（例如上限飽和，輸出固定21ma），供電電壓減去負(fù)載及電纜壓將后必須高于最小端電壓。
②負(fù)載電阻 hart協(xié)議規(guī)定，通信負(fù)載電阻范圍為230~1100 。在此范圍內(nèi)，適當(dāng)加大負(fù)載電阻可以增強(qiáng)通信時的抗力，提高通信可靠性，但同時會減小儀表的供電電壓。所以在實(shí)際使用中，需要根據(jù)供電電壓及變送器最小端電壓的要求合理選擇負(fù)載電阻。
③電纜分布電容 在實(shí)際運(yùn)行中曾有過模擬輸出信號正常，但不能通信的現(xiàn)場。經(jīng)分析是由于電纜太長、分布電容太大，致使網(wǎng)絡(luò)時間常數(shù)過大、通信波形嚴(yán)重失真而無法通信，此時可以通過更換合適的電纜來解決。