在HART協(xié)議的應(yīng)用中，有很多通訊相關(guān)的產(chǎn)品。這也是跟它的總線特性和通訊原理分不開的。那么對于這些問題。我們針對一類產(chǎn)品來對其進(jìn)行一下介紹。隨著電子半導(dǎo)體器件的發(fā)展,智能化､網(wǎng)絡(luò)化成為過程自動化現(xiàn)場變送器的發(fā)展方向｡現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展和成熟為過程自動化的發(fā)展描繪了一幅美麗的前景｡目前,FF總線(基金會現(xiàn)場總線)､Profibus總線在國內(nèi)的過程自動化領(lǐng)域都有比較成功的應(yīng)用范例｡HART協(xié)議現(xiàn)場總線作為一種過渡的總線技術(shù),在保留傳統(tǒng)模擬變送器標(biāo)準(zhǔn)4~20mA電流信號的基礎(chǔ)上增加了通訊的功能｡HART智能變送器既可以接入DCS系統(tǒng),又可以通過總線通訊組成完整的FCS(FIELDBUS CONTROL SYSTEM)系統(tǒng),同時還可以通過手持終端在線調(diào)整變送器參數(shù)｡由于HART智能變送器具有上述的多種靈活性,在目前的變送器市場中,HART智能變送器占有很大的份額｡

面對目前的市場競爭,國內(nèi)眾多的變送器生產(chǎn)廠家都把變送器的HART智能化改造作為技術(shù)革新的方向;力爭通過HART智能變送器的推出進(jìn)一步開拓市場｡

如何實現(xiàn)變送器的HART智能化改造成為擺在眾多變送器生產(chǎn)廠家面前的一個問題｡尤其是對一些已經(jīng)智能化改造､但不能完成總線通訊的變送器,怎樣在保證現(xiàn)有產(chǎn)品相對獨立性的基礎(chǔ)上添加HART通訊功能,很多技術(shù)人員都在研究｡

一些技術(shù)人員存在一種觀念,即一臺4~20mA標(biāo)準(zhǔn)輸出的兩線制變送器只需要添加一塊HART協(xié)議通訊卡就可以完成變送器的HART改造;實際上這種想法是不可行的｡下面從HART協(xié)議可以實現(xiàn)的功能進(jìn)行闡述｡

一臺符合HART協(xié)議智能變送器若已通過HART基金會的應(yīng)用層測試,應(yīng)該可以通過HART通訊完成一些最常規(guī)的功能,包括:

◆ 讀取變送器測量動態(tài)變量,如主變量､輸出電流等;

◆ 設(shè)定變送器處于多點(輸出電流固定)或者單點(輸出電流4~20mA)模式;

◆ 設(shè)定､讀出必要的變送器管理信息;

◆ 讀出變送器所連接傳感器的相關(guān)參數(shù);

◆ 獲得變送器的生產(chǎn)廠商､設(shè)備類型､HART協(xié)議版本等基本信息｡

如上所述,可以通過HART協(xié)議對變送器的電流輸出進(jìn)行控制,也就是說電流環(huán)路輸出與HART通訊模塊是一個整體,不可分割｡因此,上面提及的改造模式對于兩線制變送器來說是不能實現(xiàn)的｡

一般來講,除了上述最基本的功能外,符合HART協(xié)議智能變送器還可以通過HART通訊完成其他幾項功能:

◆ 設(shè)定變送器測量量程

◆ 設(shè)定變送器輸出阻尼

◆ 完成傳感器的線性化

本文下面介紹一種比較簡單的方法,可以實現(xiàn)普通智能變送器的HART改造｡實現(xiàn)方法的具體功能框圖如下:

原有的智能變送器電子板中剔除電流輸出控制模塊,保留傳感器激勵､傳感器信號采集､信號運算處理等功能模塊(本文以下將保留部分簡稱為“信號采集處理模塊")｡HART通訊模塊的中央處理單元(CPU)與信號采集處理模塊中的中央處理單元(CPU)直接串行傳遞數(shù)據(jù)｡對于信號采集處理模塊中的CPU而言,原用于控制電流輸出的I/O口線可轉(zhuǎn)而用于CPU通訊,基本不增加硬件負(fù)擔(dān)｡CPU的軟件中也相應(yīng)的去除控制電流輸出的程序,添加用于CPU之間串行傳遞數(shù)據(jù)的功能模塊｡

對于HART通訊模塊而言,不發(fā)生HART通訊時,周期性通過CPU之間的數(shù)據(jù)傳遞從信號采集處理模塊讀取動態(tài)變量;發(fā)生HART協(xié)議通訊時,不定期的通過CPU之間的數(shù)據(jù)傳遞設(shè)定變送器的運算､控制參數(shù)｡在雙CPU的數(shù)據(jù)傳遞中,HART通訊模塊中的CPU處于支配地位,負(fù)責(zé)啟動數(shù)據(jù)傳遞及驗證數(shù)據(jù)傳遞的正確性｡