WirelessHART模块OEM压力变送器解决方案

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HART协议差压变送器的使用教改案例

附件：河南省中等职业学校青年教师企业实践项目教学改革案例设计姓名所在学校企业实践基地教学案例名称：HART协议差压变送器的使用一、【教学内容分析】在化工生产过程中，压力往往是重要的操作参数之一，不仅关系着生产效率及产品质量，而且关系着整个生产过程的安全进行。

智能差压变送器可以把生产现场的压力参数准确检测出来并且能够传输到控制室，控制器能够接受压力信号做出判断，然后给出指令进行压力调节，从而保证生产过程的顺利进行。

二、【教学对象分析】职业学校招生对象为初中毕业生，此年龄阶段的学生正处于形象思维最鼎盛时期，逻辑思维还不完全成熟，所以课堂是否生动以及教学形式是否多样将直接影响学生的听课的主动性，采用理论实训一体的教学方法，学生在实训室上课能够更好的激发他们的动手能力以及对理论的反馈学习；同时由于职业学校招收的学生初中成绩多数不好，学生的学习能力参差不齐，采用项目教学法让他们相互帮忙，取长补短，在团队合作中快乐的学习知识。

三、【教学目标】1.知识与技能：能够正确的使用HART协议智能差压变送器，并且能够理解差压变送器的信号转换关系。

2.过程与方法：如何提高本节课教学的有效性呢？根据项目教学法设计了教学过程。

首先成立项目组，确定项目负责人以及详细的人员分工，在这个环节中，教师是情景设计者。

第二，在完成项目学习的过程中大家同心协力解决遇到的问题。

第三，设计了课后思考问题，让学生带着问题进行下一步的学习。

3.情感与态度：通过项目分组学习，让学生认识到团队合作的力量，以及每个环节对整个项目的重要性，更好的理解个人与集体的关系。

四、【教学重点与难点】（重点）：理解差压变送器的信号转换关系。

（难点）：本节无五、【教学设计思想】教学思路必须开阔，单纯的讲授法已经不能满足学生对课堂的需求，根据学生的特点，运用项目教学法设计了教学过程。

六、【教学前的准备】①教学前熟悉教学环境，阅读多媒体设备相关说明。

②教室的亮度是否适合投影展示。

WirelessHART适配器SWA70商品介绍说明书

Products Solutions Services TI00026S/04/EN/21.1671339584Technical InformationWirelessHART Adapter SWA70Smart WirelessHART interface modulewith power supply for field devicesApplicationThe WirelessHART Adapter SWA70 is an interface module for the wirelesstransmission of 4 to 20 mA/HART signals from connected field devices to aWirelessHART Fieldgate. It is powered by either a battery pack or power supply units.The WirelessHART Adapter can be used in hazardous and non-hazardous area forapplications, such as:•Process optimization:By connecting the WirelessHART Adapter, it is possible to monitor and optimizeplant sections with less cost and effort.•Level monitoring in tanks and silos:Measured values together with the device and battery status are transmitted atregular intervals to a higher-level system.•Plant condition monitoring:Wireless devices are mounted at critical points in the plant which are not normallyconnected to the control room due to their limited accessibility or wiring costs.Improved data flow and diagnostics increase plant reliability and safety.Your benefitsThe flexible adapter concept offers the following advantages:•HART devices are quickly upgraded to WirelessHART technology•Fast integration of 4 to 20 mA field devices into a WirelessHART network•One 4 to 20 mA field device and up to four HART field devices in multidrop mode canbe connected to a WirelessHART Adapter•Burst mode and event notification supported•Remote and difficult-to-access HART devices are connected to the control roomwithout expensive cabling•Easy planning, quick installation and integrationWirelessHART Adapter SWA702Function and system designWirelessHART WirelessHART adds wireless capabilities to the HART protocol, while ensuring compatibility withexisting HART devices, commands and tools.A WirelessHART network comprises:•Wireless field devices•Wired field devices with a connected WirelessHART Adapter•Gateways responsible for communication between devices and host applications•Network and Safety Manager responsible for configuring, managing and monitoring the networkWirelessHART Adapter SWA70The WirelessHART Adapter SWA70 acts as an add-on interface for wireless communication with HART field devices or 4 to 20 mA field devices.It is powered by either a battery pack, a wide range power unit or a DC power unit. The DC power unit can use solar power, for example. A special long-life, high-power battery is used as the battery.The WirelessHART Adapter SWA70 supports the following functions:•Power supply for a HART field device or a 4 to 20 mA field device•Power supply of up to four HART devices in the multidrop mode with a wide range power unit •Connection of up to four externally powered HART field devices in the multidrop mode •Scaling of the current signal from a connected 4 to 20 mA field device•Burst mode and event notification for the WirelessHART Adapter and the connected field devicesSystem design The WirelessHART Adapter SWA70 transmits information to a host application via a WirelessHARTFieldgate. The figure below shows a typical WirelessHART network architecture.WirelessHART Adapter SWA703Inputs (wired interface)InputsCommunication interface•HART interface to configure the WirelessHART Adapter with a HART modem •LPI interface (internal interface for the manufacturing and diagnosis)Protocol version HART Version 7.3 (backwards compatible with earlier HART versions)Transmission rate 1200 bits/s Field device power supplyConnection of externally powered devices on terminals 2 (6)max. permissible input current terminals 2...6: 100 mA max. permissible input voltage terminals 2...6: 30 V DCOnly the connection of power supply units of the protection class II is permissible.TerminalsThe WirelessHART Adapter has a terminal block with screw terminals 1-6 and 2 eyelets 7 and 8 for connection purposes.One input channel for:•One point-to-point connection with a HART field device or •One point-to-point connection with a 4-20 mA field device or•Up to four HART field devices connected in multidrop mode if a wide range power unit is used. The wide range power unit provides 24 V to power the field devices.Current: 4 to 20 mA (according to NAMUR recommendation NE 43) or 4 mA if only one field device is connected in multidrop mode Error current:I ≤ 3.6 mA or I ≥ 21 mAProtection:Short-circuit protection, triggered if currents > 25 mA Terminal voltage:8 to 23 V DC, configurablestrommessung 1 – 2strommessung 2 – 3WirelessHART Adapter SWA704Field device power supply through SWA70Output (wireless interface)Communication interfaceWirelessHART communication interface (IEC 62591),HART version 7.3 (backwards compatible with earlier HART versions)Transmission rate Nominal 250 kBits/s Operating frequency 2.4 GHz (ISM band)RangeUp to 250 m outdoors, up to 50 m indoorsTransmission power Can be configured for 0 dBm or 10 dBm to adapt to national regulationsDevice variablesUp to 10 bursts can be configured in accordance with the HART specification. Up to eight device variables per burst can be configured depending on user transmission requirements.Example:•HART field device: device variables• 4 to 20 mA field device: scaled or linearized process values•WirelessHART Adapter: scaled loop current and other variables, choose from: estimated batterylife, battery voltage, energy used, adapter temperatureAdditional functions•Event notification, configurable for up to eight variables from the WirelessHART adapter and/or connected field devices•Error notification and scaling or linearization of the 4 to 20 mA signal of the connected analog field device•Monitoring of energy consumption •Locking of device parameterization1SWA70 non-Ex versions with 4 to 20 mA field device 2SWA70 non-Ex versions with HART field device3SWA70 Ex versions with HART field device or 4 to 20 mA field device12141618202224Field device power supply [V]Loop current [mA]48121620123WirelessHART Adapter SWA705Diagnostics Diagnostics function in accordance with NAMUR NE 107, ASM and HART recommendationsPower supplyVersions•Battery unit BU 191: special long-life high-power lithium-thionyl chloride battery unit •Wide range power unit•DC power unit, e.g. solar-poweredPower supply•Wide range power unit: 24 V to 230 V AC/DC ± 10 %, 50/60 Hz •DC power unit: 8 to 50 V DCIn the event of an external power supply failure, wireless communication is maintained for at least one hour thanks to an internal power supply system.Current consumption•Wide range power unit: <350 mA, 1 A slow-blow back-up fuse must be installed by the customer onsite•DC power unit: < 250 mA, 1 A slow-blow back-up fuse must be installed by the customer onsite Power consumption•Wide range power unit: max. active power 7 W / max. reactive power 12 VA with alternating voltage •DC power unit: < 2.2 WBattery capacity•19 Ah nominal capacity at 20 °C •7.2 V DC•Lithium metal content: 10 gBattery lifeUp to 10 years, depending on update rate of process variables, field device type and environmental conditionsCableField device connection•Mounted directly on field devices: cable supplied (0.25 mm 2)•Remote mounting: standard installation cable (0.25 mm 2)Wide range power unit or DC power unit (M12 socket): 0.75 mm 2Performance characteristicsReference operating conditionsAccording to IEC 61298 Part 2Maximum measured error 4 to 20 mA circuit: 0.125 % of measuring range Influence of ambient temperature4 to 20 mA circuit:5 μA/10 KWirelessHART Adapter SWA706Operating conditions Installation conditionsInstallation•Directly on field device•Remotely on a wall or pipe using optional mounting bracketInstallation instructions (recommendations)•Consider the range. See Seite 4, Range.•Avoid mounting too near walls, pipes and heavy-duty electrical equipment.•Mount in line of sight with a neighboring adapter and Fieldgate. •Consider the development of the Fresnel zone.•Align antenna so that it is completely vertical.Protection against lightning•Do not mount the WirelessHART Adapter at the highest point in the plant.•WirelessHART Adapter with metal housing: connect protective ground to protective groundconnection of the housing. Protective ground in 2.5 mm2.EnvironmentClimate class EN 60721-3-4: 4K4H, suitable for stationary use at unprotected outdoor locationsAmbient temperature range•–40 to +80 °C (–40 to +176 °F)•Ex versions –40 to +60 °C (–40 to +146 °F) for temperature class T3•Ex versions –40 to+50 °C (–40 to+122 °F) for temperature class T4•The battery pack capacity decreases significantly at temperatures below –30 °C (–22 °F).Storage temperature•WirelessHART Adapter without battery unit: –40 to +85 °C (–40 to +185 °F)•WirelessHART Adapter with disconnected battery unit: –40 to +25 °C (–40 to +77 °F)•Battery unit BU 191: –40 to +25 °C (–40 to +77 °F)Vibration resistance EN 60068-2-64: 20 Hz ≤ f ≤ 2000 Hz: 0.01 g²/HzShock resistance EN 60068-2-27: 15 g, 11 msElectromagnetic compatibility All modules are suitable for industrial use and meet the requirements of EU Directive 2014/30/EU "Electromagnetic compatibility":•Emission:•With wide range power unit: EN 61326-1: 2013, Class A•With DC power unit or battery unit: EN 61326-1: 2013, Class B•Interference immunity:•EN 61326-1: 2013 Tab. 2 (industry)•Namur recommendation EMC (NE21)WirelessHART Adapter SWA707Temperature restrictionsThe temperature restrictions listed are based on the assumption that more than 30% battery capacity is remaining.Ex version, 4 to 20 mA supply modeThe application range is limited in the event of high measuring currents close to 22 mA.Ex version with fixed current of 4 mA (multidrop mode)Non-Ex version,4 to 20 mA supply modeThe application range is limited in the event of high measuring currents close to 22 mA.WirelessHART Adapter SWA708Non-Ex version with fixed current of 4 mA (multidrop mode)Mechanical constructionDesign/dimensionsWeight•Polyester housing with power supply unit: 0.785 kg •Aluminum housing with power supply unit: 0.9 kg •AISI 316L housing with power supply unit: 1.9 kgMaterials•Housing: polyester or aluminum or AISI 316L, see ordering information •Color of polyester and aluminum: light-gray, RAL 7035 with blue logo Degree of protection•Polyester housing F32: IP65/IP66; NEMA Type 4•Aluminum housing F33: IP67, NEMA Type 4X•AISI 316L housing F39: IP66/IP67, NEMA Type 4XConnection adaptersM20x1.5 to M20x1.5; M20x1.5 to G 1/2; M20x1.5 to NPT 1/2; M20x1.5 to NPT 3/4See ordering information AntennaOmnidirectional dipole antennaDimensions in mm 25.4 mm = 1 inchWirelessHART Adapter SWA709OperationConfiguration•Local configuration with FieldCare or DeviceCare via modem and DTM for SWA70•Local operation with FieldXpert also in the hazardous area•Remote configuration with FieldCare via WirelessHART Fieldgate SWG70 and DTM for SWA70 and SWG70•Remote configuration with a software and a gateway based on the device description (DTM or DD)Display and operating elementsDisplay and operating elements in WirelessHART Adapter:•Push buttons for selecting various functions•LEDs for indicating communication status, battery status, voltage level and error messages Device addressCan be configured between 0 to 63 via DD or DTM, default address 15Ordering informationProduct structureDetailed information about the product structure is available:•In the Product Configurator on the Endress+Hauser website: → Enter "SWA70" as the search string → click the "WirelessHART Adapter SWA70" link → In the window on the right under "Device support", click the link "Configure your selected product"•From your Endress+Hauser Sales Center: DocumentationWirelessHART Adapter SWA70Certificates and approvalsCE markThe WirelessHART Adapter SWA70 meets the legal requirements of the relevant EU Directives.Endress+Hauser confirms successful testing of the WirelessHART Adapter SWA70 by affixing to it the CE mark.Ex approvalSee "Documentation" section.❑WirelessHART Adapter SWA70Operating Instructions BA00061S ❑WirelessHART solutions for real-world applicationsCompetence brochure CP00013S ❑WirelessHART Adapter SWA70Safety Instructions ATEX, IECEx XA01366F❑WirelessHART Fieldgate SWG70Operating Instructions BA00064S ❑WirelessHART Adapter SWA70Safety Instructions CSA XA00538F❑WirelessHART-Adapter SWA70Safety Instructions EAC Ex XA01505F-AWirelessHART Adapter SWA7010Radio approvalsEurope This device meets the requirements of the RED "Radio Equipment Directive" 2014/53/EU.This device meets the requirements of the RTTE Directive 1999/5/EU.USA and Canada FCC ID: 2AIKP-SWA70AIC: 21533-SWA70AThis device has been tested and found to comply with the limits for a Class A digital device, pursuantto Part 15 of the FCC Rules. These limits are designed to provide reasonable protection against harmfulinterference when the device is operated in a commercial environment. This device generates, uses,and can radiate radio frequency energy and, if not installed and used in accordance with the instructionmanual, may cause harmful interference to radio communications. Operation of this device in aresidential area is likely to cause harmful interference in which case the user will be required to correctthe interference at his own expense.Changes or modifications made to this device not expressly approved by Endress+Hauser may void theFCC authorization to operate this device. This device must be installed to ensure a minimum antennaseparation distance of 20 cm from all persons.This device complies with Part 15 of the FCC Rules and with Industry Canada license-exempt RSSstandard(s).Operation is subject to the following two conditions:•this device may not cause harmful interference, and•this device must accept any interference received, including interference that may cause undesiredoperation.Le présent appareil est conforme aux CNR d'I ndustrie Canada applicables aux appareils radio exemptsde licence.L'e xploitation est autorisée aux deux conditions suivantes:•l'a ppareil ne doit pas produire de brouillage, et•l'u tilisateur de l'a ppareil doit accepter tout brouillage radioélectrique subi, même si le brouillage estsusceptible d'e n compromettre le fonctionnement.Other approvals Other national approvals are available on requestWirelessHART Adapter SWA7011WirelessHART Adapter SWA70 。

HART手操器如何修改压力变送器量程

HART手操器如何修改压力变送器量程发布时间：2012-3-28 14:44:18HART手操器是把多功能校验仪的传统功能和HART通讯功能结合在一起，既能完成包括电压，电流，热电偶，热电阻，频率，电阻，压力在内的常规校验，又能用来与所有流行HART智能变送器直接通信，作为一台多功能手操器使用，用于维护和诊断HART仪表。

使用它几乎可用来完成所有的现场仪表检修调试工作，包括故障诊断，日常检修，开车调试，校准等。

HART手操器是一种便携式的终端，它与采用HART通信协议的仪表一起使用，对其进行设定，更改和显示，它可监控输入/输出值和自诊断结果。

设定恒定电流的输出和调零。

当系统开动或维持操作时，只要把HART375型HART通信器接在4~20mA通信信号线上，就可以使用。

HART手操器如何修改压力变送器量程：仅用通讯装置重置量程是重置变送器量程的最容易和最流行的做法。

这种方法无需压力输入就能独立改变模拟 4 和 20 mA 点的值。

改变量程下限点或上限点会引起量程的相同改变。

用压力输入源和通讯装置重置量程：当具体 4 和 20 mA 点未知时，采用通讯装置和压力源或过程压力重置量程是重置变送器量程用来改变模拟 4 和 20 mA点的值。

设置 4 mA 点时，量程保持不变；在设置 20 mA 点时量程发生变化。

如果为量程下限点设置的值导致量程上限点超出传感器极限值，量程上限点就被自动设置成为传感器的极限值，量程因此而得到相应调整。

用压力输入源和本机零点与量程按钮重置量程：当在具体 4 和 20 mA 点未知时，采用通讯装置和压力源或过程压力重置量程是重置变送器量程。

这种方法主要是改变模拟 4 和 20 mA 点的值。

设置 4 mA 点时，量程保持不变；在设置 20 mA 点时量程发生变化。

如果为量程下限点设置的值导致量程上限点超出传感器极限值，量程上限点就被自动设置成为传感器的极限值，量程因此而得到相应调整。

无线WirelessHART系统构成及WirelessHART技术应用实例

无线WirelessHART系统构成及WirelessHART技术应用实例在听收音机时、通过电视机天线接收电视塔发射的电视信号时、使用电视遥控器转换电视频道时或者打手机时，都是我们在日常生活中使用无线技术的例子。

无线技术对于过程工业中的某些领域来说并不是新事物，例如带GSM/GPRS 模块的远程测控终端将监控的数据以短信息方式，通过电信部门提供的短信业务定时将数据传送到控制中心，再如无线数传电台通过无线电波来传送监测数据都利用了无线技术，还有WIFI、蓝牙、Zigbee等等。

010年4月12日国际电工委员会(IEC)全票表决通过无线HART技术(Wireless HART)成为工业过程测量和控制领域的首个无线国际标准IEC 62591。

这一新标准由包括艾默生过程管理公司、ABB、E+H、MACTek、P+F和西门子在内超过200家会员的大型过程控制厂商，在非营利机构HART通讯基金会的框架下开发完成。

2010年7月25日消息欧洲标准化委员会(CEN)已经批准WirelessHART规范成为一个欧洲国家标准(EN 62591)，而在这之前，德国测量与控制标准委员会(NAMUR)提交的报告也表示其对WirelessHART技术能够符合无线传感器网络在过程工业中的应用要求表示肯定。

用户越来越多地将无线产品用到了采用有线技术过于昂贵或者不可行的场合，比如监视行进中轨道机车的温度、或者远程离岸石油平台的井口压力，以及能够改进生产过程安全性的腐蚀和振动检测类应用。

IEC 62591标准以广泛应用于配置和集成设备到自动化系统的HART通信协议为基础，使得那些希望将WirelessHART产品加入到现有系统的用户，依然能够采用熟悉的工具和培训方法来管理新的无线产品。

WirelessHART标准是专门为控制和监测应用而设计的。

符合WirelessHART 标准的智能无线设备通过自组织网络结构，使数据传递的可靠性达到99.9%(在昆明召开的“艾默生智能无线体验之旅”技术交流会介绍的是99.99%)，确保数据在传递过程中不会丢失。

是怎样用HART手操器配置压力变送器的？

是怎样用HART手操器配置压力变送器的？
HART手操器:HART(HighwayAddressableRemoteTransducer)，可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议，是一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。

使用它几乎可用来完成所有的现场仪表检修调试工作，包括故障诊断，日常检修，开车调试，校准等。

你是怎样用HART475配置压力变送器的？
先看看小编总结的吧：
1.开机，将手操器与仪表连接，选择HART
2.通讯成功以后，选择Online（在线）
当出现以下文字时，不要慌张，点YES就行
3.具体操作，以川仪（EJA）为例。

改量程
改位号、改单位
回路测试（打点）
调零点
PS：在更改完数据后要选“SEND”发送给变送器。

基于HART协议的智能压力变送器的开发

基于HART协议的智能压力变送器的开发来源：电子技术应用作者：曾明如陈祥陈强摘要：介绍了基于HART协议的以微处理器XEMICS为核心的智能压力变送器的开发。

该智能压力变送器可用于现场压力实时监测，具有温度和非线性补偿、低功耗并且具有兼容数字和模拟通信的能力。

关键词：HART协议智能压力变送器数字通信低功耗早期的控制系统主要是模拟仪表控制系统，设备之间传输的是1~5V或4～20mA的模拟信号．信号的精度较低且传输过程中易受干扰。

随着电子技术和计算机技术的发展，特别是现场总线的问世，促使新型的全数字智能仪表逐渐取代传统的模拟仪表，并且在性能上不断向高精确度、高可靠性、高环境适应性的方向发展，采用数字化智能仪表已是大势所趋。

然而由于模拟现场仪表大量使用，受原投资保值的限制，从模拟仪表到全数字智能仪表的更新还需要很长一段时间，在此期间，开发出一种能兼容模拟信号和数字信号的智能仪表将具有十分重要的现实意义。

本文介绍的智能压力变送器即是在这样的背景下开发的。

1 HART协议简介HART(Highway Addressable Remote Transducer)协议即可寻址远程传感器高速通道开放通信协议，是现场总线的一种，而且是一种过渡性的协议。

其特点是能在现有模拟信号传输线上实现数字信号的通信，可对改进仪表间的通信提供无风险解决方案，在模拟系统向数字系统转变的过渡时期具有较强的市场竞争力。

HART协议采用基于Bell202标准的FSK颇移键控信号，在低频的4～20mA模拟信号上叠加幅度为0．5mA的音频数字信号进行双向数字通信，数据传输速率为1．2Mbps。

HART协议参考ISO／OSI开放系统互连模型，采用了它的简化三层模型结构，即第一层物理层、第二层数据链路层和第七层应用层。

1．1 物理层物理层规定了信号的传输方法、传输介质，为了实现模拟通信和数字通信同时进行而又互不干扰．HART协议采用频移键控技术(FSK)，即在4～20mA模拟信号上迭加一个音频数字信号。

06_WirelessHART 解决方案

WirelessHART Overview – Characteristics 特性
Host System
WirelessHART network
DCS / PLC / Asset Management WirelessHART Gateway Modbus, FF, ProfiNET, etc.
WirelessHART is scalable and robust 可扩展，健壮
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WirelessHART Overview – Applications 应用
Applications
> Wireless technology offers opportunities for a wide range of applications. 应用范围广泛 > WirelessHART provides true interoperability. This means users can select the best WirelessHART devices regardless of manufacturer, with the assurance that compliant devices can work together in a system. 真正的互操作性 > WirelessHART technology will complement rather than replace wired instrumentation. 与HART技术互补 > WirelessHART technology’s backward compatibility makes it easy to support both wired and wireless devices. 向后兼容

通过HART智能转换器读取罗斯蒙特1151压力变送器的HART数据并解析

通过HART智能转换器读取罗斯蒙特1151压力变送器的HART数据并解析准备工作：HART-USB HART MODEM一只，罗斯蒙特1151压力变送器一台，串口调试工具软件，笔记本电脑一台第一步：读取命令0：读标识码串口发送HART协议数据：FF FFFFFFFF 02 80 00 00 82序文FF FFFFFFFF定界符02 地址80 命令00 数据长度00 校验位82串口接收HART协议数据：FF FFFFFFFFFF06 80 00 0E 00 00 FE 26 03 05 05 05 0B 00 00 4D 3B 9A B1序文FF FFFFFFFFFF定界符06 地址80 命令00 数据长度0E 数据00 00 FE 26 03 05 05 05 0B 00 00 4D 3B 9A B1指令解析说明：FE--字节0(254); 26--字节1(制造商ID); 03--字节3(制造商设备类型) 05--请求的前导符数05--通用命令文档版本号05--变送器规范版本号0B--设备软件版本号00--设备硬件版本号00--设备标志4D 3B 9A--设备的序号B1--校验位第二步：读取命令1：读主变量（PV）串口发送HART协议数据：FF FFFFFFFF 82 A6 03 4D 3B 9A 01 00 CA串口接收HART协议数据：FF FFFFFFFFFF86 A6 03 4D 3B 9A 01 07 00 40 0C 40 00 34 18 E907 00 40 0C 40 00 34 18数据长度单位压力值(数据格式为IEEE75格式，本站下载中心>售后资料里有IEEE754的计算软件)第三步：读取命令2：读主变量电流值和百分比串口发送HART协议数据：FF FFFFFFFF 82 A6 03 4D 3B 9A 02 00 C9串口接收HART协议数据：FF FFFFFF86 A6 03 4D 3B 9A 02 0A 00 00 40 81 0F FF 3E 54 80 00 1C0A 00 00 40 81 0F FF 3E 54 80 00 1C数据长度主变量电流主变量量程百分比第四步：读取命令3：读动态变量和主变量电流串口发送HART协议数据：FF FFFFFFFF 82 A6 03 4D 3B 9A 03 00 C882表主机到从机,A6—10100110: 最高位为1表示主机，次高位为0表示非突发模式,“100110”-- 26 是制造商ID, 03 制造商设备类型4D 3B 9A 设备的序号03表命令00 表数据长度C8 奇校验码串口接收HART协议数据：FF FFFFFFFFFF86 A6 03 4D 3B 9A 03 0B 00 00 40 81 15 55 0C 40 06 02 C7 C90B 00 00 40 81 15 55 0C 40 06 02 C7 C9数据长度当前输出电流（4.0339）压力单位当前的压力（2.093）校验码第五步：读取命令12：读消息（Message）读设备含有的消息串口发送HART协议数据：FF FFFFFFFF 82 A6 03 4D 3B 9A 0C 00 C7串口接收HART协议数据：FF FFFFFFFFFF86 A6 03 4D 3B 9A 0C 1A 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 D91A 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 D9数据长度（26）第六步：读取命命名13：读标签Tag，描述符Description和日期Date 读设备的Tag，Description and Date。

HART几个罕见问题及解决

HART几个罕见问题及解决HART协议的智能变送器在应用中的几例典型故障及原因HART协议现场总线作为一种过渡的总线技术，在保留传统模拟变送器标准4-20mA电流信号的基础上增加了通信功能。

HART协议的智能变送器既可以接入DCS系统，又可以通过现场总线通讯组成完整的FCS系统，同时还可以通过手持终端再线调整智能变送器参数。

由于HART智能变送器具有上述的多样灵活性，越来越得到广泛的使用。

1．HART协议的智能变送器的原理1．1关于HART协议HART协议参照“ISO/OSI”的模型标准，规定了HART通讯的物理信号方式和传输介质。

HART 协议采用了Bell202标准的FSK频移键控信号，即在4-20mA的模拟信号上叠加幅度为0.5mA 的正弦调制波，1200Hz代表逻辑“1”，2200Hz代表逻辑“0”，由于所叠加的正弦信号平均值为0，所以数字通讯信号不会干扰4-20mA的模拟信号。

因此HART协议的主要优点是能兼容数字信号通讯和模拟信号传输。

1.2变送器的构成变送器是由传感器和智能变送部分组成。

对不同的变送器，其传感器各不相同，输出的模拟信号也不相同但要求传感器部分的耗电不得超过1mA。

智能变送部分关键是解决低功耗问题。

由于HART数字通讯的要求，有0.5 mA的正弦波叠加在4mA电流上，因此整个智能变送器的硬件电路必须保证在3.5mA的工作电流下还能正常工作。

传感器部分将消耗1mA 左右的电流。

因此智能变送部分耗电在2.5mA内。

在如此小的电流使CPU、A/D、D/A、以及MODEM还能正常工作。

因此智能变送器的核心是低功耗技术，同时在远距离数字通讯时对电源和电缆有一定的要求。

1.3可能存在的故障基于基于HART协议的智能变送器的原理，有时会出现载波干扰、电缆的电容过大、到表头的电压低于11V、回路电阻过大等原因造成智能变送器运行故障。

下面就应用中的几例罕见故障来加以说明。

2．应用中的几例罕见故障及原因分析2.1电缆太长，智能变送器现场不通讯。

压力变送器常见故障分析以及解决方案

压力变送器常见故障分析以及解决方案1. 压力变送器简介压力变送器是一种用于测量和转换各种压力信号的仪器，广泛应用于工业生产和自动控制领域。

其工作原理是将被测压力转换成电信号输出，以实现对被控物体的自动控制。

压力变送器结构简单、使用方便，但在实际使用中，常常会出现一些故障问题。

2. 常见故障及其分析2.1. 信号不稳定分析信号不稳定可能与供电电源有关，压力变送器的电源电压波动会导致输出信号的不稳定。

在安装压力变送器时，如果线路电压不稳定，可能会影响其正常工作，导致信号不稳定。

解决方案应预留适当的电源电压范围，以保证信号的稳定性。

压力变送器应安装在电源稳定的环境下，并做好接地保护，避免因雷电或静电干扰影响信号的稳定性。

2.2. 输出信号松动分析压力变送器的输出信号松动，可能与连接线路不良有关，连接线路接触松动，或者接头数量过多，接触不良都会导致输出信号松动。

解决方案检查连接线路，保证接触良好。

在连接线路时，将接头数量减少到最少，以确保信号的可靠传输。

在操作过程中也应注意避免机械振动或者外力干扰导致输出信号松动。

2.3. 测量精度下降分析测量精度下降主要是因为压力变送器中的测量元件出现故障，压力变送器中常用的测量元件有压电传感器、电阻应变片等，长时间使用后可能会出现疲劳、老化等问题，导致测量精度下降。

解决方案定期检查和维护压力变送器中的测量元件，避免使用时间过长引起故障。

在使用过程中，应避免过载、不当操作等情况，以保证测量元件的正常工作。

同时，保持良好的工作环境，避免出现过高或过低的温度、湿度等情况。

3. 结论压力变送器在实际应用中常常会出现一些故障问题，但只要注意维护和保养，定期检查，采取正确的解决方案，就能避免出现故障问题，确保其长时间安全运行。

E+H压力变送器的使用

E+H压力变送器的使用宝德压力变送器日常维护1、检查安装孔的尺寸：假如安装孔的尺寸不合适，传感器在安装过程中，其螺纹部分就很简单受到磨损。

这不但会影响设备的密封性能，而且使压力传感器不能充足发挥作用，甚至还可能产生安全隐患。

只有合适的安装孔才略够躲避螺纹的磨损（螺纹工业标准1/2—20UNF2B），通常可以采纳安装孔测量仪对安装孔进行检测，以做出适当的调整。

2、保持安装孔的清洁：保持安装孔的清洁并防止熔料堵塞对保证设备的正常运行来说非常紧要。

在挤出机被清洁之前，全部的压力传感器都应当从机筒上拆除以躲避损坏。

在拆除传感器时，熔料有可能流入到安装孔中并硬化，假如这些残余的熔料没有被去除，当再次安装传感器时就可能造成其顶部受损。

清洁工具包能够将这些熔料残余物去除。

然而，重复的清洁过程有可能加深安装孔对传感器造成的损坏。

假如这种情况发生，就应当实行措施来上升传感器在安装孔中的位置。

3、选择恰当的位置：当压力传感器的安装位置太靠近生产线的上游时，未熔融的物料可能会磨损传感器的顶部；假如传感器被安装在太靠后的位置，在传感器和螺杆行程之间可能会产生熔融物料的停滞区，熔料在那里有可能产生降解，压力信号也可能传递失真；假如传感器过于深入机筒，螺杆有可能在旋转过程中触碰到传感器的顶部而造成其损坏。

一般来说，传感器可以位于滤网前面的机筒上、熔体泵的前后或者模具中。

4、认真清洁；在使用钢丝刷或者特别化合物对挤出机机筒进行清洁前，应当将全部的传感器都拆卸下来。

由于这两种清洁方式都可能会造成传感器的震动膜受损。

当机筒被加热时，也应当将传感器拆卸下来并使用不会产生磨损的软布来擦拭其顶部，同时传感器的孔洞也需要用清洁的钻孔机和导套清理干净。

5、保持干燥：尽管传感器的电路设计能够经受苛刻的挤出加工环境，但是多数传感器也不能肯定防水，在潮湿的环境下也不利于正常运行。

因此，需要保证挤出机机筒的水冷装置中的水不会渗漏，否则会对传感器造成不利影响。

HART通用压力变送器的设计

HART通用压力变送器的设计摘要：本文首先阐述了目前压力变送器采用的传感器种类，并说明采用传统的信号处理电路需要不同的电路与之配合使用，造成产品种类较多，不宜量产。

然后本文详细介绍了一种崭新的设计思想，采用这种电路能支持各种压力传感器，包括陶瓷电容、陶瓷压阻、扩散硅、蓝宝石、溅射薄膜、应变片、称重传感器、3051/1151传感器、单晶硅压力、二～四线电阻等连接。

新电路可以提供软件可控的恒压、恒流输出给传感器，并可以采集两路差分或四路单端输入信号（用于传感器温度漂移补偿），主电路拥有很小尺寸32.4mm×22.6mm×5.6mm（该尺寸可以用于原模拟投入式仪表的壳体，并将在2005年底推出29.5mm×21.5mm×5.1mm姊妹产品应用于1英寸直径投入式壳体的产品）。

本文同时介绍了压力变送器采用的四级抗干扰保护措施以及他们的功用，并介绍树脂密封主电路和六面电磁屏蔽的设计方法，这些特殊设计使产品拥有了极高的可靠性和良好的抗干扰特性。

最后，本文给出了通用压力变送器的主要指标和典型应用图，并列举了其在HART数据通信方面的特点和优势（恢复出厂设置、可控传感器增益等）。

第一节需求的提出压力变送器是工业控制系统使用最多的设备之一，目前压力变送器使用的传感器种类较多，有陶瓷电容、陶瓷压阻、扩散硅、蓝宝石、溅射薄膜、应变片、称重传感器、3051/1151类金属电容式传感器、单晶硅压力（差压）传感器、霍尔传感器等。

由于这些传感器的负载阻抗、激励方式、输出信号灵敏度、补偿方式均不相同（参阅表1），所以以往的变送器均有不同的配套电路与相应的传感器配合，产品种类较多，给生产制造部门和采购部门带来很多不便，另外也使供货周期延长。

表1：部分压力传感器典型特性（各厂家实际传感器可能有较大差别）第二节新电路结构与工作原理能不能设计一种信号处理电路，配合软件控制，能满足所有的压力传感器的使用需求呢？答案是肯定的。

HART协议压力变送器使用说明

无锡市华庄自动化仪表厂第一章变送器简介WMB系列智能变送器是全智能电容式压力/差压变送器。

传感器是采用引进国外先进技术生产的高精度小型化智能传感器，在转换原理上利用数字化补偿技术对温度﹑静压进行补偿，提高了测量精度，降低了温度漂移。

具有长期稳定性好，可靠性高，自诊断能力强等特点。

以其极高的性能价格比，而成为变送器市场的主流产品。

可与罗斯蒙特275型手操器或HT388手操器完成地址查寻、测试、组态等功能的操作。

可以实现从控制室、变送器安装现场或回路中的任何接线端点与变送器进行通信，完成远程调试。

在进行远程通信时需注意：在接线端点和电源之间必须有不小于250Ω的电阻。

HT388手操器与变送器连接操作之前，务必阅读说明书。

特点●由于采用了微处理器而使灵活性增大、功能增强；●具有较强的自诊断能力；●零点和量程调整互不影响；●兼有完善的远程和就地设定、调校功能；●二线制，符合HART协议可与HART协议终端通信而不中断输出；●采用数字化补偿技术对温度及静压进行补偿；●稳定性能好，精度高，阻尼可调，抗单向过载能力强；●无机械传动部件，维修工作量少，坚固抗振；●全部通用件，方便维护；● 接触介质的膜片材料可选，可全天候使用；第二章工作原理WMB系列智能变送器由智能传感器和智能电子板两部分组成，智能传感器部分包括：电容式传感器、测量膜片检测电路、温度补偿电路和传感器特征化参数存储器等；智能电子板板部分包括：微电脑控制器及外围电路，完成压力信号到4～20mA dc 的转换。

以下对其原理进行简单的说明：敏感元件(δ室)引线电容极板测量膜片刚性绝缘体硅油焊接密封隔离膜片2.1智能传感器部分电容式传感器介质压力通过隔离膜片和灌充油传递到δ室中心的测量膜片，该测量膜片是一张紧的弹性元件，用于检测在测量膜片上的差压。

测量膜片的位移量与差压成正比，最大位移量为0.004inch(0.10mm)。

测量膜片的位置由它两侧的电容固定极板通过测量膜片检测电路检测出来。

HART协议智能变送器操作手册

目录§1.HART协议智能变送器技术简介§2.兴业达HART协议智能变送器简介§3.基于PC的HART协议智能变送器管理系统§4.电路连接§5.用个人电脑管理HART协议智能变送器§6.用HART协议手操器管理HART协议智能变送器§7.现场调零与报警输出附录一、兴业达智能变送器HART协议命令一览表附录二：兴业达HART协议智能变送器性能参数本公司产品适用于下列产品的智能化设计：金属浮子流量计（配M7/M9指示器）1151电容式压力变送器温度变送器（Pt100,Cu50,各型号热电偶）称重式浮筒液位变送器91系列投入式压力变送器/深度液位计2390电动浮筒液位变送器电动内浮球液位变送器§1.HART协议智能变送器技术简介§1.1 工业自动化行业的大趋势---现场总线现场总线就是数字通讯一直延伸到现场仪表，使变送器、调节阀、记录仪、显示器、PLC及其它自动化设备等可通过一条总线进行双向多信息数字通讯，从而取代目前使用的4~20mA单变量单向模拟传输方式。

现场总线技术是在市场对现场仪表智能化以及全数字控制系统的需求驱动下产生的。

从技术的角度看，则是计算机技术、网络技术和控制技术发展的必然产物。

现场总线的关键标志是它能支持双向、多变量、总线式的全数字通信。

现场总线技术的出现，必将冲击现有过程控制系统的技术知识、设计方法、安装调试方法、人员培训以及产品市场的格局。

为了在这次变革中不至于被抛在后面，不同国家、不同厂商纷纷组成集团，发表各自的现场总线标准，以图率先占领市场。

比较主要的现场总线标准有Profitbus、CAN、Lonworks、SP50、ISPFIP和HART等，但由于受各自利益驱动和市场竞争，现场总线国际标准的制定进展缓慢。

§1.2 HART协议的发展虽然现场总线发展迅速，但由于4~20mA信号制的模拟设备还在大量使用中，因此从4~20mADC信号转变为现场总线全数字通讯并非一蹴而就，预计这一转变需要几十年时间。

HART375的组态与压力变送器校验的方法及常见故障分析

3051C或其它压力变送器与375HART手操器的接线:现场可接在表的电源端子处,控制室可接在信号端子处. 回路电阻应保证在250Ω-----1000Ω的范围内.本小册子将分别介绍:1. 基本仪表组态或设定.2. 仪表校验的方法及常见故障分析.375手操器1.基本仪表组态或设定1. 打开电源开关. 等待375进入主菜单画面.2. 使用光标笔双击”HART 应用栏”! 如果手操器与变送器通讯正常,则画面应转入在线画面.此时,双击”仪表设置”即可进入变送器的组态菜单.仪表组态画面有5 个选项:1. 双击”显示过程变量”后, 您可以察看与变送器相关的所有测量参数.2. 进入诊断画面,您可以对仪表进行各种校验及回路测试,另外仪表的各项报警也可以查看!3. 进入”基本设置”您可以进行修改位号;工程单位;量程及仪表的阻尼系数;传递涵数. 因此,这是最常用的菜单. 您可以双击5个选项的任一个进入该菜单!以下是菜单3:请注意: 单击左箭头可以退回上一级菜单, 单击”X” 图标退回主菜单(此时可以关机). 单击”HOME”退回在线菜单(Online, 此菜单为实时参数更新画面)3-1: 修改单位:双击”单位”进入修改工程单位子菜单:使用光笔单击所选定的单位,然后单击”ENTER”,这时候会出现一个提示,告诉你当前过程变量在该选定单位尚未发送至变送器之前仍然为原单位,提示你应在下随菜单中进行发送(SEND).因此,见到提示后,即按OK 则出现下随菜单:此时单击”SEND”并在见到提示后,按OK,修该后的单位即下装到变送器中.最后见提示单击OK 完成该操作.(注意,单位Unit左上角”*”在发送成功后,应消失!)3-2: 修改量程:在基本设置中,用光标笔选中”3 量程”并双击,则进入量程修改菜单.在此菜单中,有两种修改方式.1. 直接键盘输入.这是最方便的方式.2. 提供标准压力值并将该压力确认为4 或20MA的设定点.下面,为直接键盘输入方式:双击选项1.一般来说,如不做迁移,则只需修改量程上限.因此,双击”URV”进入键盘画面.您可以使用光笔,点击数字键直接输入希望修改的量程.然后点击”ENTER”确认.当返回上一级菜单后,单击”SEND”进行发送!见下图.(URV左上角*号表示该参数尚未发送!)发送后,有两个提示,请单击OK 确认即可!请按左键返回基本设置菜单(BASIC SETUP)进行下一步!3-3 :如何修改阻尼值?其方法和修改的量程方法一样. 此参数出厂设定为0.4秒2-1.在基本设置中,选项2 是专门针对仪表的调校及故障诊断设置的.一般地说,变送器完成现场安装后,须进行读数的清零. 此功能在375 菜单中称之为:”ZERO RTIM”.以下为进入和完成该功能的步骤:由主菜单双击”仪表设置”即可进入上面的菜单.选中2 并双击,则进入诊断及服务子菜单. (见上图)选中3 并双击,弹出下面的菜单.选中3 并双击,弹出下面的菜单:选择1 并双击.然后点击OK.对两个提示进行确认,注意, 此项校准应确认在控制系统处于手动状态下进行并变送器处于零差压/压力下进行,绝压表不能进行此项操作.接下来,375将提示仪表应确认处于零点压力状态!即应该在现场操作人员配合下进行压力平衡或放空操作. 确认完成上述工作后,点击OK. 见下图:接下来的提示, 告诉您仪表需确认零点读数的稳定, 然后,点击OK 结束操作.最后的操作,应单击”HOME”键返回在线显示. 此时,PV 值应为零点值并且AO( 4-20MA)应为4.00MA.如PV 仍有误差,可再进行一次.如PV 正确,但4.00MA 有误差,则需进行校验菜单的第2 项- Trim analog output/校准模拟量输出.以下为操作菜单:双击选项1,确认系统处于手动状态,并将标准电流表串入变送器回路然后点击OK3 次.进入编辑菜单.使用光笔点击数字键,输入标准表的读数,例如:4.025MA.点击ENTER确认.接下来的提示将问你此时的输出是否与标准表一致.如一致,则选1/Yes.如不一致,则需重做,选2/No.下一步,将对20MA点进行相同的校准.孰不重复. 最后,使用HOME 键退回在线菜单即可.注意:为确保手操器与现场仪表通讯正常,请确认回路负载电阻为250-1000欧姆,且对大多数变送器来说,输出端应保证4MA /12V 的供电.(基本能量)如果变送器回路电缆受到强电干扰(例如与供电系统共用穿线管,则可能引起通讯问题.或回路电缆单端对地绝缘不良等).在有强干扰情况下,(例如有大功率变频器)应特别注意仪表的接地.2.仪表校验的方法及常见故障分析.2-1.* 压力变送器效验的基本条件:通常,仪表校验应在试验台上正常环境温度下进行.所使用的标准压力源的参考精度至少为被测表的3-4倍.电流标准应使用3位半以上的数字万用表.除此以外,275/375 HART 手操器是必备工具.2-2.* 什么情况需要进行校验:常见的故障大致为:1. 仪表PV值与实际压力不一致.2. 仪表PV值与实际压力一致,但4-20MA 输出与标准表不一致.3. 上述两个参数均对不上.以下分别针对这些问题进行分析解决.3051C型仪表是智能化变送器,感压膜头的信号首先通过A/D转换,接着由内部数据处理器将该信号通过标定曲线再转换为用户组态的压力变量(即PV值)进行显示.最后经D/A转换形成4-20MA输出.当我们用手操器进行膜头校验时,实质上是对上述曲线进行矫正.我们称为:SENSOR TRIM!FULL TRIM 及ZERO TRIM 等.通常,这些操作菜单都在SENSOR TRIM下,具体选FULL TRIM 还是ZERO TRIM 要看具体误差的情况.但是,不同的变送器对曲线的矫正度有不同的限制,通常为满量程的3-5%A. 使用ZERO TRIM,如果仪表在安装结束后,处于零点状态,或差压表虽为平衡状态,但管道内有静压,此时仪表的输出会有很小的偏差(0.25-0.31Kpa)视安装位置及仪表类型而不同,此时应使用ZERO TRIM进行矫正.这种操作仅对标定曲线进行平移,并不影响斜率,因此是针对D/A的单点校验.如果用户手头没有HART手操器,而且仪表本身具有外部零点调整按钮,此项矫正也可以通过激活(按住2秒以上)该外部按钮完成.所不同的是,这种操作只将当前的零位PV值调整为4MA,压力的读数并不改变!相当于进行了一次微量零点迁移.B. 使用FULL TRIM,此项调整为两点校验,需标准压力源进行打压,因此只能在离线情况下进行.此项操作为针对膜头内部A/D的校正.进行这一操作,必须先进行低端调整(Low sensor trim)再进行高端(Upper sensor Trim).进行FULL TRIM 以后,仪表的标定曲线完成了拟合.进入膜头校验菜单后(见下图)选中2,或直接按2键即可进入操作!低端标准压力可以是非零点,例如,对绝压表一般该压力为大气压力.(14.7 Psia)接下来进行上端标定即可.标定的容限一般不超过量程上限的+/_5%.超容限时,仪表会弹出操作报警提示.另外要注意的是,仪表必须是在解除写保护的情况下才能进行该项校正.正常情况下,完成了上述校验后,仪表的PV值应和标准一致,但并不能保证输出的正确性因此,一般地说还要进行模拟量输出矫正(Trim Analog Output).C.4-20MA 输出校验.详见前述:D/A Trim 一节.D.如果出现这样的情况:即,PV 值正确,4-20MA输出电流值与标准表也附和,但PV值与4-20MA 不对应,而且是在零迁移情况下,例如:仪表量程为0-100Kpa,在零点情况下,手操器AO读数不是4MA例如:5.6MA,经与标准电流表复核,确为5.6MA.这种故障为内部电路故障无法恢复.E. 如果出现这样的情况:即,PV 值不正确,且无法经FULL TRIM 矫正,则多数为膜头损坏,需进行特征化处理,这种维修应由工厂进行!F. 有些故障,仪表会弹出硬件报警,用户可以根据报警提示结合仪表操作手册中相关的解释进行排查.一般情况,用户无法对硬件故障进行修理.附录:3051C 及3095MV 多变量压力变送器的故障报警提示:3051C及3095MV 均属于HART通讯协议智能变送器,因此具有完善的故障自诊断功能.了解其自身LCD显示器的报警信息及配套的375HART手操器或EA工程软件的报警提示对确定故障的范围及应该采取的措施显然十分重要. 以下为3051C及3095MV手操器及现场显示的严重故障报警信息:3051现场报警提示:* 该报警同时激活4-20硬件故障报警3051C 的HART手操器报警信息:l 报警带有error-factory 字样的,应返回厂家维修!带有error-user字样的用户可利用HART手操器依照手册建议的方法进行.传感器膜头与特征化曲线不匹配传感器膜头信号不更新内存故障变送器自检失败3095MV 变送器的LCD显示器现场报警信息及EA软件的提示(2) 提示: 该报警无字符提示!但输出变为21.75MA! FT 表示该故障仅能工厂处理.反之,该故障可通过手操器修改组态恢复.。