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智能变送器的通讯协议及常见问题

2018/9/13 16:33:25      点击:
智能变送器的通讯协议及常见问题

      

       智能变送器的可靠性与稳定性非常高,但经常遇到通讯方面的问题。由于智能变送器诞生时国际上没有制定出统一的通信协议标准,所以各生产厂家生产的变送器用的通信协议不尽相同。典型的如Honeywell的ST3000用的是DE协议,Fisher-Rosement的3051用的是HART协议,横河川仪的EJA系列为Brain(布朗)协议/HART协议,还有遵循现场总线通信标准的全数字式智能变送器。影响智能变送器现场不通讯的因素主要有高频电磁波干扰;因电缆太长、电缆的分布电容超过了网络限制,及负载电阻较低等。各协议的特点及可能伴生的通讯问题如下。

1 HART协议
       HART(Highway Addressable Remote Transducer)是基于贝尔202通讯标准的移频键控(FSK)技术通过在4~20mA电流上叠加频率信号实现数字通讯。2个不同频率:1200 Hz和2200H:代表“0”和“1”,以正弦波的形式叠加在4~20mA直流信号上,因这些正弦波的平均值为零,所以不产生直直流分量,不会对4~20rnA过程信号产生影响,它是在不中断传输信号的情况下完成了真正的同步通讯。到车间校验,仪表通讯及工作正常。经细致检查,发现装置中运行了60 Hz的电机、泵,为适应50 Hz的电源,采用了大量的变频器,而变频器的载波频率大都组态设置为2000 Hz,这个频率正好与HART通讯频率接近,从而影响智能变送器的正常工作。采取增大仪表电缆与动力电缆槽架的改造措施后问题得到解决。在智能变送器和连线附近使用发包机也会影响正常通讯工作。
2、DE协议
       DE协议是以脉冲电流的多少来代表“1”和“0”的,数字信号和模拟信号时分开传输是,放传数字信号时,模拟信号必须中断。HART通讯频率较高(月1-2KHZ),要求网络的时间常数不大于0.65,这样HART通讯及网络的最大电容限制了通讯的最大距离,一般为不大于400m。而DE协议通讯频率较低,网络的最大时间常数为104us,允许的电缆分布电容比HART协议宽的多,所以就会出现同一套装置中用DE通讯的仪表比正常使用HART协议的只能变送器却不同通讯的现象。对于具有HART协议的变送器如果通讯距离确实需要足够长,可以用电容较低的交联电缆。
3、现场总线通讯协议
       IEC(国际电工委员会)对现场总线的定义是“安装在制造和过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置直接的数字式、串行、多点通讯的数据总线。”它是一种全数字化、双向、串行、多站的通信网络,一堆导线上可传输多种信息。纯数字的现场总线智能变送器,是根据现场总线通讯协议开发出来的一种变送器。它已经不是传统意义上的变送器,二十同时起着变送、控制和通讯的作用。在整个控制系统中,每台变送器都是一个网络接点,使用现场总线后,作为现场总线系统基础的现场总线智能变送器必将将广泛应用