HART协议的应用.doc

HART协议的应用摘要：在现代企业，仪表的发展已经有简单的现场一次表，二次表发展到DSC控制网络互联的综合检测，控制系统相应地企业对仪表维护工的要求月由单一的仪表知识提高到对综合知识的掌握.目前在石油化工等企业中为了提高仪表测量精度大量的使用智能仪表,在只能化仪表中大多数采用的协议标准为HART协议,为了保障独石化生产及提高维护质量,所以仪表工应该对HART协议器有了前面的了解.随着生产效率的提高,生产的自动化程序及安全可靠的性能要求与日俱增.首先了解HART的原理和层次结构然后针对现场仪表进行具体的参数设顶.关键词:HART协议,现场总线,HART结构,频移键空,智能变送器.HART协议的简介:HART可寻址远程传感器高速通道的开度通信协议是美国ROSEMEN公司与1985年推出的一种用与现场智能表和控制设备之间的通信协议.HART装置是提供具有相低的带宽,适合响应时间的通信并已成为全球智能仪表的工业标准HART协议采用于在低频的420MA模拟信号上叠加幅度为0.5MA的高频数字信号进行双响数字通讯数据传输率为1.25mbps由于FSK信号的平均值为零,不影响送给控制模拟信号的大小,保证了与现有模拟系统的兼容性.在HART协议通信中主要的变量和控制信息420MA传送,有需要的情况下另外的测量,过程参数,设备组态标准,诊断信息通过HART协议访问1. HART智能终端的操作1.1 在线通讯条件1.1.1 接线采用HART智能终端可在控制室,现场及回路的任一点处与变送器通讯.连接电与电源之间必须具有一个至少250 的电阻与变送器并联.1.1.2 在线通讯条件通讯回路技术要求:电压:1642V DC负载电阻:250600 (含电缆电阻)电缆最小尺寸:24A WG电缆种类:带屏蔽单芯双绞线,双芯双绞线屏蔽双绞线最大长度:(3.084m)多芯绞线最大长度:(1.524m)1.压力2.量程范围百分比3.模拟信号的输出4.传感器温度5.静压6.工程单位7.工程单位的显示菜单树 1过程变量2诊断及服务热键1.按键输入2.写保护菜单 1 LRV2 URV3 UNIT4 LSL5 USL6Minspan1自诊断2 状态 1. 测试/状况 2. 回路检测3. 校正1键盘输入2 实际压力的输入 1 测量范围的再设置 2 模拟信号输出的校正3 传感器的校正1 从数字信号到模拟信号的修正2 从设定了刻度的数字到模正菜单1 DEVICESETUP2 pres3 A01 Out4 LRV5 URV 1零点调校2 压力3传感器的下限值调校4传感器的上限值调校5传感器的调校点1 Tag（位号）2单位3量程再设定4设备情报5传送功能6阻尼7低端载止8 载止方式1按键输入2实时输入1日期2描述3信息4写保护1 传感器信号状态模拟输出报警HART输出设备情况1压力传感器2 温度传感器3 静压传感器1 百分比量程2 压力3 单位4传感器的调整1 传感器温度2传感器温度单位1 零点修正2 压力3下限值传感器的调查4上限值传感器的调整5 传感器的调整点1 静压2 静压单位1 过程变量2 量程再设定3 单位4传送功能5 阻尼6 低载止方式1 过程变量2 模拟输出3模拟输出报警4 HART输出1 显示方式2显示功能3工程显示量程范围1 现场设备状态2传感器状态 1 压力2百分比量程3 传感器温度1 工程单位2 工程显示LRV3工程显示URV4 自诊断1 键盘输入2静压单位1压力2百分比量程3模拟输出4传感器温度5 精压6 工程单位7 工程显示1 回路检测2 数字到模拟的修正3 设定刻度的D/A调校1 地址2要求前文的数量 2.2.3 菜单地址的呼出 2.2.2说明了HART 通讯篇菜单的结构.通过了解菜单的总体结果,使用者就能容易的通过选择菜单来实现各种功能.将HART智能终端于变送器相连,通电后(图2.2.1)显示“online”菜单，你可以用下述方法调用一条菜单命令： 1用 键突出显示菜单中的一个命令，然后按 键.2. 按命令旁边的数字键. 如要返回上一个显示,按 键. ABORT ESCEXIT 如果 以及 被显示,按相应的功能键. F1F2 F3 F4 HELP在先帮助PETRY重试(再通讯)EXIT返回上一级菜单YES回答 YES/NO ALL与设备相关的全部热键,含热键菜单中的当前热键 NO/OFF二进制变量的有效/失效DEL删除现在文字或热键菜单项目SEND向设备发送数据,或标记发送的数据PGUP帮助窗口上翻一页 PREV移到信息清单中的上一条信息 ABORT结束现在的任务ESC取消操作并退出 QUIT因通讯错误,使通讯终止PGDN帮助窗口下翻一页 NEXT移到信息清单中的下一条信息ADD将现在的项目加进热键菜单 SAVE存信息到智能终端中SEND向设备发送数据,或标记发送的数据 OK 确认 ENTER接手输入数据NEXT离开当前菜单NO回答YES/NO 提问 SKIP在离线状态下不标记被发送的变量 OnaE含某装置的热键项目 功能键说明 2.3参数2.3.1参数的用途和选择首先介绍参数设定方法前,请参看下表归纳的在何时使用何种参数的说明. 注意:数据结束后,请不要立刻切断变送器电源.若在参数设定后,30秒内切断变送器电源,该项设定操作将失败,参数返回设定前的数据.表2.3.1参数的用途和选择 项目 HART智能终端 概要内存 Tag位号,最多8个字 Descriptor最多32个字 Message最多16个字 DateXX/YY/ZZ 变送器工程单位UNIT量程范围LRV/URV用按键进行测量量程的标定Apply values施加实际输入进行直流信号420mA的量程设定输出方式 Xfer fnctn输出信号方式可设定为线线或开方阻尼时间常数 Damp调整对于直流420mA的输出响应速度输出信号低载止模式 Low cut主要用于输出信号为平方根时,零点附近输出稳定性.有两种模式可供选择:当输入低于某个值时,强制输出为0%或输入输出成线性.正反流量测试方式 Bi-dire mode用于正反流量的测量温度单位 Snsr temp unit用275进行显示温度单位的设定静压单位 Static pres unit用275进行显示静压单位的设定维护保养测试输出 Loop test使用于回路自测.输出可由-5%到110%的范围内以1% 为单位自由设定自诊断 Self test用自诊断命令自测,并显示错误信息 Status显示自检及变送器检正结果CPU异常时的输出 A01 Alarm typ显示错误发生时的420mA直流输出状态外部开关的保护/许可 Ext SW mode显示/设定有关LRV(URV) 设定的外部开关的保护/许可调校零点调校 Zero trim当前的输入值设定在0KPa传感器的调校Lower-UpperSensor trim仅对被测压力值进行调校模拟输出的调校 D/A trim,ScaledD/A trim 调校输出电流为4mA和 20mA两点时的输出值. 2.3.2参数设置(1) 位号( TAG NO.)要变更位号,首先要知道 数据的输入,设定以及发送;按下ENTER键,在HART智能终端中输入的数据将被确认.然后按SEND(F2),数据发送至变送器.这是应该要注意,若不按下SEND(F2)键,将不会更改变送器的设置.另外,用HART智能终端设定的全部数据在电源关闭之前都存储在存储器内,故可一次将所有数据发送到变送器中.操作步骤如下: 在设定画面下输入数据例:将Tag(位号)从YOKOGAWA变更为FIC-1A 调出Tag 设定画面1. Device setup2. Basic setup1.TagEJA:YOKOGAWATagYOKOGAWAHELPDELESCENTERYOKOGAWA （1）显示出上述设定画面后,可以按以下操作输入数据输入文字 操作 显示 DEF8 OKOGAWAKOGAWAOGAWAGAWAAWAWA两键 FF 按下GHI9 FII ABC7 FIC C ： FIC- STU1 FIC-1 1ABC 7 FIC-1A A F2删除文字 (DEL) FIC-1A 显示 操作 EJA:YOKOGAWATag YOKOGAWAFIC-IAHELPDELESCENTERF4EJAkeypad input1 LRV 0.00 mmH2O 2 URV 3000.00mmH2O3 Unit mmH2O4 LSL -3500mmH2O5 USL 3500mmH2OYZ/3HELPEJA:YOKOGAWABasic setup2. Unit3. Re-range4. Device information5. Xfer fncthHELPSENDHOMEF21.Tag例:将单位从mmH2O变更为KPaEJAHot key1 keypad input2 Enable write3 New password （ENTER）输入数据后，按下ENTER（F4）键，将数据存储到HART智能终端中。 （ENTER）输入数据后，按下ENTER（F2）键，将数据存储到HART智能终端中。 (2) 单位出厂时按定单要求，变更单位按以下步骤进行。(1)按热键 (Hot Key)调出量程值设定页。(2) 设置压力单位，选择Press Unit项.例:将量程从0到25KPa调整为 5到25KPa EJAOnline 1 Device setup2 Pres3 A01 Out4 LRV5 URVJKL2EJAkeypad input1 LRV 0.00mmH2O 2 URV 3000.00mmH2O 4 LSL -3500mmH2O5 USL 3500mmH2OHELPSENDF23 Unit KPaEJAPressure Unit KPa MmH2O psi barESCENTERF4KPa （3） （ENTER）选择所希望的工程单位，并按ENTER（F4）键。 （4） (SEND)按（SEND）（F2）键，发送数据给变送器 EJAkeypad input1 LRV 0.00 KPa 2 URV 30.00KPa3 Unit KPa5 USL 35.00KPa4 LSL -35.00KPa（5） （SEND）显示消失，单位就更改成功。（3）量程设置 出厂时量程按用户要求设置，若要改变量程，请按以下步骤进行设定。（1） 按键输入下限值（LRV），上限值（URV） （1） 选择4.LRV EJA2 URV 25.00.KPaHELPHOME1 LRV 0.00 KPa1 LRV 5.0KPaEJA2 URV 30.00KPa HELPHOMEVWX225.0KPaENTERESCDELHELP（2） 选择LRV设置下限值 EJALRV 00 KPa F4DELESCENTER0.0 5.0（3） (ENTER) 键入500按ENTER（F4）键确认.(4) 选URV设置上限值.EJALRV 25.0KPa F4 5.0(5) (ENTER) 输入35.0,按ENTER(F4)键确认.EJA2 URV 35.0KPaHELPHOMEF2SEND(6)1 LRV 5.0KPa(ENTER) 按SEND(F2)键,发送数据SEND消失,更改成功. （4）阻尼时间的常数 出厂阻尼时间,阻尼时间设置为2.0秒.可按以下方法设置阻尼时间的常数:例:将阻尼时间常数由2.0秒设置为0.2秒.EJA:Damping2.00S2.00 F4F2EJA:Set to nearestPossible valueOccurred writing presdampingpress OKOKF4EJA:Basic Setup1 Unit2 Re-rang3 Device information4 Xfer fncfn LinearHELPHOMESEND5 Damp 0.20S1. Device setup 调出Damp设置页2. Basic setup3. Damp(1) 02 (ENTER) 键入0.2按ENTER(F4)键.(2) 按SEND(F2)键,将数据发送至变送器. (3) (OK) 出现确认显示画面,按OK(F4)键SEND 消失,设置成功.注意:只能使用表2所示的阻尼时间常数,如果输入表2以外的值,则被设定为与表2所示的值最接近的数值.按本方法设定的阻尼时间常数为电路部分的阻尼时间常数.总阻尼时间常数等于电路部分和膜盒的阻尼时间常数之和.2.4用HART，按以下步骤进行零点调校：1.Device setup 2.Basic setup3. Re-range4. Apply ualuesEJA:WARN-LOOP should beremoved fromautomatic controlABORTOKF4EJA:Set the1 4mA2 20mA 3 Exit ABORTOKF4EJA:Apply New 4mA inputABORTOKF4EJA:Current appliedProcess Value:0.06 mmH2O2 Read new value3 Leave as foundABORTENTERF41 Set as 4Ma vatue (1) (OK) 按OK(F4)键. (2) (ENTER) 选“4mA”按ENTER(F4)键.(3) (OK) 在变送器高压侧施加一个大小为