hart协议智能变送器在能源公司的应用

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1、HART协议智能变送器在能源公司的应用成涛（梅山钢铁公司能源有限公司南京210039）【摘要】本文讨论了HART协议智能变送器的基本原理及功能，并简单阐述了HART变送器的通讯方式，介绍了HART变送器在我厂的实际应用，以及典型故障和排除方法。关键词：智能变送器HART协议数字数据通迅KeyWords：IntelligentTransmitterHARTProtoclDigitalDataCommunications一一、前言先进的智能变送器是工业过程控制技术发展的需要，也是工艺过程实现高精度控制的必须.目前，国际及国内工控系统使用的智能变送器基本是带有HART通讯功能的智能变送器．简称

2、为HF智能变送器，我厂干熄焦发电机组和AV90高炉鼓风机组仪表测量系统现场变送器均使用的是HART智能型变送器，由于是初次使用此类设备，有必要对其基本功能，测量原理，及其通讯语言进行一定的梳理以便于今后对此类设备的点检和维护工作。二、HART智能变送器基本原理及其功能简介。(1)HART采用频移键控（FSK）技术。它是一种将标准模拟信号(4—20mA)与数字信号技术结合在一起用于传送过程参数的变送器。它基于Bell202通信标准，在4～20mA模拟信号上叠加不同的频率信号（2200Hz表示"0"，1200Hz表示"1"）来传送数字信号。HART协议的数据传输速率为1200bps（位/秒）

3、。由于每台HF变送器有惟一的编号，所以主机能对每一台变送器进行操作。当从机为多台HF智能变送器时，即智能变送器工作在多站方式下时,HART变送器所有测量，调整和测试数据均用数字方式传输。HART提供设备描述语言（DDL），以确保互操作性。应该指出，HART协议被认为是事实上的工业标准，但它本身并不算现场总线（模拟和数字的混合），只能说是现场总线的雏形，是一种过渡协议。(2)为实现智能变送器的基本功能，如线性化处理、温度补偿、自动零点和量程调整及数字通信等，以下关键器件如微控制器、A/D、D/A、通信芯片及传感器等是所必需的。图1是HART协议智能变送器的原理框图。传感器模拟量信号经A/D

4、转换成数字量后送入单片机，单片机将处理后的数字量通过D/A转换器，经V/I转换电路输出4～20mA标准电流信号。在数字通信时，微处理器通过通信接口芯片及耦合电路，以4～20mA电流环路为介质传送和接收数据，图1中的存储器用来存储传感器的特性参数、现场命令、现场状态等工作参数。图2是图1中通信系统的详细方框图。中心是Bell202通信标准的HART调制解调器，并在信号的输出端和输入端分别加1个波形整形和带通滤波器，用以加强通信的可靠性。三．HART变送器的通讯方式为了实现对HART变送器的实时通讯，必须选用带有HART协议的智能通讯器，下面就375型手操器与HART变送器的通讯方式，和数字

5、操作功能作简单介绍。图三375手操器与变送器连接图如图三所示，确认变送器回路电源正常，回路阻抗不低于250欧姆，将手操器通讯线路正确连接在变送器回路中，开启手操器电源，启动HART通讯程序，即可进行下列基本操作：1．读取变送器所测量的过程变量，模拟输出，量程上下限，单位，设备位号等参数2.变送器的基本设置：修改，整定变送器基本工程参数（单位，量程，阻尼，零位迁移等）3．变送器详细设置：如特征化，组态，传感器特性调整和输出调整等参数4.变送器回路测试5．变送器设备故障诊断HART通讯是基于命令方式进行对变送器的读，写，和访问功能。它的可操作性，通用性，智能化，充分地为变送器的维护工作奠定基

6、础。四．HART变送器在我厂的初步应用我厂干熄焦发电机组和AV90高炉鼓风机组仪表测控系统现场变送器均使用的是HART协议变送器，在平时点检维护工作中，我们使用375手操器对变送器进行实时参数读取，修改和整定变送器工程参数，保证变送器的测量精度，特别在AV90新风机仪控调试阶段，我们运用HART通讯功能，确保了每一台HART变送器的功能，精度。保证了鼓风机组仪控系统调试的顺利开展。在调试期间，我们结合仪控系统对HART变送器主要作下列几项工作:1.仪控静态调试阶段，运用375通讯功能确定变送器的量程，单位，设备位号等基本设置正确无误.2.通过回路测试功能，保证变送器输出回路准确.3.运用

7、零位迁移和小信号切除功能，使每台变送器的输出在投用之前处于工程零位状态.4．直接将运算方法置入变送器计算程序内，保证测量及显示精度，如流量测量计算需开方运算.5.在机组动态调试过程中，利用通讯器固定输出电流值功能，保证了机组所有的联锁保护项目试验顺利开展.由此可见，对于HART变送器的应用，主要还是通过手操器与之通迅，进行读取信息，写入参数，故障判断等操作步骤，从而实现对变送器的在线检修和维护。五．HART协议变送器易出现的故障及排