在HART協議的應用中，有很多通訊相關的產品。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。我們針對一類產品來對其進行一下介紹。隨著電子半導體器件的發展,智能化､網絡化成為過程自動化現場變送器的發展方向｡現場總線技術的發展和成熟為過程自動化的發展描繪了一幅美麗的前景｡目前,FF總線(基金會現場總線)､Profibus總線在國內的過程自動化領域都有比較成功的應用范例｡HART協議現場總線作為一種過渡的總線技術,在保留傳統模擬變送器標準4~20mA電流信號的基礎上增加了通訊的功能｡HART智能變送器既可以接入DCS系統,又可以通過總線通訊組成完整的FCS(FIELDBUS CONTROL SYSTEM)系統,同時還可以通過手持終端在線調整變送器參數｡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,國內眾多的變送器生產廠家都把變送器的HART智能化改造作為技術革新的方向;力爭通過HART智能變送器的推出進一步開拓市場｡

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

一些技術人員存在一種觀念,即一臺4~20mA標準輸出的兩線制變送器只需要添加一塊HART協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協議可以實現的功能進行闡述｡

一臺符合HART協議智能變送器若已通過HART基金會的應用層測試,應該可以通過HART通訊完成一些最常規的功能,包括:

◆ 讀取變送器測量動態變量,如主變量､輸出電流等;

◆ 設定變送器處于多點(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參數;

◆ 獲得變送器的生產廠商､設備類型､HART協議版本等基本信息｡

如上所述,可以通過HART協議對變送器的電流輸出進行控制,也就是說電流環路輸出與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的｡

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

◆ 設定變送器測量量程

◆ 設定變送器輸出阻尼

◆ 完成傳感器的線性化

本文下面介紹一種比較簡單的方法,可以實現普通智能變送器的HART改造｡實現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)直接串行傳遞數據｡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口線可轉而用于CPU通訊,基本不增加硬件負擔｡CPU的軟件中也相應的去除控制電流輸出的程序,添加用于CPU之間串行傳遞數據的功能模塊｡

對于HART通訊模塊而言,不發生HART通訊時,周期性通過CPU之間的數據傳遞從信號采集處理模塊讀取動態變量;發生HART協議通訊時,不定期的通過CPU之間的數據傳遞設定變送器的運算､控制參數｡在雙CPU的數據傳遞中,HART通訊模塊中的CPU處于支配地位,負責啟動數據傳遞及驗證數據傳遞的正確性｡