HART裝置提供具有相對(duì)低的帶寬，適度響應(yīng)時(shí)間的通信，經(jīng)過10多年的發(fā)展，HART技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)十分成熟，并已成為全球智能儀表的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。HART通信采用的是半雙工的通信方式，其特點(diǎn)是在現(xiàn)有模擬信號(hào)傳輸線上實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)通信，屬于模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)變過程中過渡性產(chǎn)品，因而在當(dāng)前的過渡時(shí)期具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，得到了較快發(fā)展。
項(xiàng)目背景
某污水處理廠需要實(shí)時(shí)對(duì)排放口E+H流量計(jì)進(jìn)行實(shí)時(shí)流量及累積流量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，由于排放口流量計(jì)離數(shù)據(jù)采集的PLC有1千米左右，采用4-20mA信號(hào)，實(shí)時(shí)流量由于干擾依然有波動(dòng)。傳統(tǒng)累計(jì)流量采用流量計(jì)觸點(diǎn)信號(hào)，每一個(gè)脈沖統(tǒng)計(jì)1m3水量，但由于日積月累，PLC統(tǒng)計(jì)累計(jì)流量誤差較大，每月校正，比較費(fèi)時(shí)費(fèi)工。基于以上兩點(diǎn)，故想通過通信方式實(shí)時(shí)讀取儀表數(shù)據(jù)，由于距離遠(yuǎn)，RS485通信會(huì)不穩(wěn)定，HART協(xié)議作為首選考慮。
通過HART協(xié)議讀取流量計(jì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)操作步驟
1、由于現(xiàn)場(chǎng)PLC未配置RS485口，故此次通訊采用松茂SM100-TCP以太網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊將HART轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)的方式。實(shí)物如圖1
圖1 松茂SM100-TCP以太網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊
2、此流量計(jì)為四線制儀表，按照流量計(jì)接線圖進(jìn)行接線，這里需要注意在儀表正負(fù)端需要并聯(lián)250Ω電阻。
3、按圖接好線路后，通上電源就可以對(duì)模塊就行配置。
打開配置調(diào)試軟件，通過點(diǎn)擊“配置及查看以態(tài)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)”來(lái)配置以態(tài)網(wǎng)參數(shù)。參數(shù)具體配置情況可查看“配置以態(tài)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)”。如圖2和圖3。
圖2 SM100-TCP參數(shù)配置軟件界面
圖3 配置及查看以態(tài)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)
4、配置HART透明工作方式
①配置HART儀表參數(shù)：
a、HART 地址：即為 HART 儀表的地址。
b、HART 指令工作模式：有主模式、副主模式可供選擇，根據(jù)儀表需要自行選擇。
c、前導(dǎo)符長(zhǎng)度：HART指令前導(dǎo)符‘FF’數(shù)量，一般是6個(gè)字節(jié)。
②HART儀表參數(shù)查詢：可以查詢HART儀表基本參數(shù)信息。
③通用HART指令數(shù)據(jù)查詢：可以讀取通用HART儀表的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，但無(wú)法顯示其他定制儀表的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
圖4 SM100-TCP參數(shù)配置軟件上讀取儀表實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)
5、MODBUS P TCP數(shù)據(jù)查詢，如圖5
①此界面可以讀取模擬量、HART 儀表變量及開關(guān)量的數(shù)據(jù)信息。
②模塊工作方式：如果要輸出 MODBUS-TCP或者M(jìn)ODBUS-RTU協(xié)議數(shù)據(jù)時(shí)，模塊工作方式設(shè)置為“0號(hào)HART地址自動(dòng)通訊”。
圖5 設(shè)定SM100-TCP工作方式
6、通過以上簡(jiǎn)單的幾個(gè)設(shè)置，基本都能通過MODBUS測(cè)試軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)試了。此次測(cè)試軟件使用ModScan。如圖九設(shè)置
圖6 通過MODBUS測(cè)試軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)試
圖7 數(shù)據(jù)測(cè)試畫面
圖8 E+H儀表顯示畫面
通過實(shí)時(shí)hart通信，可以將儀表實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行通信。查表可得到：
到此為止，我們已可以通過hart協(xié)議讀取流量計(jì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)到上位機(jī)上。
作者：賴伯海，從事自動(dòng)化控制十余載，從事各種水處理自動(dòng)化控制，熟悉AB、施耐德、西門子、三菱等主流PLC程序開發(fā)及畫面組態(tài)制作及應(yīng)用，對(duì)各自控儀表也有深入研究
