影響HART協(xié)議型壓力變送器的通訊問(wèn)題

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　 HART協(xié)議型壓力變送器是壓力變送器眾多種類當(dāng)中的一種，它也是日常生活當(dāng)中常用的儀表之一，它的通訊問(wèn)題一直以來(lái)是很多客戶關(guān)注的要點(diǎn)，如果這個(gè)問(wèn)題處理不好，會(huì)導(dǎo)致客戶的日常使用，因此解決HART協(xié)議型壓力變送器的通訊問(wèn)題是必要的。
HART協(xié)議智能壓力變送器通訊的條件是回路電阻≥250Ω，工作電壓在其通訊要求范圍內(nèi)，例如壓力變送器的通訊要求是回路電阻是250Ω時(shí)通訊非常低電壓為18 V D C，電源連接方向正確。若這樣仍通訊，有以下原因。
　　(1)通訊電纜沒(méi)有接好。檢查電纜插頭是否插緊，接線端子螺釘是否松動(dòng)，確保接觸良好。
　　(2)電纜位置不正確。手持終端相連可以接在接線端子A B上也可接在負(fù)載電阻R兩端CD，但是不能接在A D兩點(diǎn)。在電源和手持終端之間需要一個(gè)≥250Ω電阻，它的作用是防止低阻抗的電源對(duì)通訊信號(hào)分流，但R的阻值也不能太大要保證變送器的非常低工作電壓，這樣才保證手持終端從變送器讀取信息并將設(shè)定的組態(tài)參數(shù)送到變送器內(nèi)存中。因?yàn)殡娫吹妥杩箖?nèi)阻很小，可以看作是短路，接到AD端等于通訊電纜兩端接在一點(diǎn)，所以無(wú)法通訊，也就無(wú)法讀取信息和設(shè)定組態(tài)參數(shù)，如圖1所示。

　　若上面的兩個(gè)條件滿足后仍不通訊，可以換一臺(tái)變送器排除通訊器的故障，這樣就可以確認(rèn)是否是壓力變送器本身的故障。
　　【2】會(huì)影響壓力變送器通訊的幾個(gè)問(wèn)題
　　(1)電源電壓過(guò)低，例如某項(xiàng)目中200多臺(tái)3151B智能變送器在試生產(chǎn)過(guò)程中，不通訊，輸出錯(cuò)誤，表頭顯示閃爍，嚴(yán)重影響用戶的生產(chǎn)計(jì)劃。經(jīng)過(guò)查找測(cè)量電源電壓僅為15V D C。因?yàn)殡娫床皇呛昧⒐╇娊o安全柵，導(dǎo)致給變送器供電的安全柵電壓過(guò)低，致使變送器不能通訊且輸出不正常，更換電源后即可通訊，儀表輸出也正常。
　　(2)電纜太長(zhǎng)，西安某高校定購(gòu)用于石油項(xiàng)目試驗(yàn)的一臺(tái)1151智能遠(yuǎn)傳壓力變送器，用戶反映變送器不通訊。測(cè)量端子電壓正常，但是供電電纜卻很長(zhǎng)，有600 m，經(jīng)過(guò)分析原因是由于電纜過(guò)長(zhǎng)，電纜電容大于H A R T通訊設(shè)備的非常大電容。H A RT通訊頻率較高1~2k H z左右，要求網(wǎng)絡(luò)T=RC(時(shí)間常數(shù))不大于0.65μs。因此HART通訊設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的非常大電容限制了通訊的非常大距離。HART通訊非常大頻率計(jì)算公式：
　　非常大電纜長(zhǎng)度m=(160000-Cmaster )/Ccable
　　式中：160 000根據(jù)HART通訊網(wǎng)絡(luò)允許的時(shí)間常數(shù)計(jì)算而得的常數(shù)，反映通訊網(wǎng)絡(luò)允許的非常大電容，單位PF;
　　Cmaster為控制系統(tǒng)或HART濾波器電容，PF;Ccable為電纜分布電容，PF/ m。
　　電纜長(zhǎng)度約有6 0 0 m，電纜C cable = 4 0 0 P F/m，Rcable：0.025Ω/m，為計(jì)算方便假設(shè)Cmaster=0.
　　非常大電纜長(zhǎng)度Lm a x=160000/400=400<600m。實(shí)際Cmaster≠0(Cmaste改為Cmaster)=實(shí)際允許非常大電纜長(zhǎng)度<400m。
　　網(wǎng)絡(luò)時(shí)間常數(shù)T = R C =(0 .0 2 5×6 0 0) ×(400×600)/1000000=3.6μs>0.65μs
　　電纜的原因，使得網(wǎng)絡(luò)時(shí)間常數(shù)太大，導(dǎo)致通訊波形嚴(yán)重失真，而無(wú)法通訊，改用2.5sq的交聯(lián)電纜(Ccable為90PF/m)(Cmaster改為Ccable) 即可解決。
　　(3)電磁干擾
　　某公司裝置物料的6臺(tái)計(jì)量?jī)x表，其中5臺(tái)3051差壓變送器。1臺(tái)HART協(xié)議渦街流量計(jì)，投運(yùn)時(shí)僅1臺(tái)差壓變送器能正常工作，其余均不通訊。在流量為0時(shí)的1臺(tái)差壓變送器指示為48%，一臺(tái)在0~25%周期變化，其余顯示故障，現(xiàn)場(chǎng)電源電壓正常，在試驗(yàn)室測(cè)量輸出及通訊均正常。在現(xiàn)場(chǎng)甩開(kāi)原供電電纜采用臨時(shí)供電指示通訊均正常。可以確認(rèn)是因?yàn)榫€路干擾導(dǎo)致儀表不通訊和誤指示。經(jīng)過(guò)確認(rèn)干擾頻率為2 kHz，影響了H A RT通訊器1200Hz和2200Hz的通訊頻率。頻率的產(chǎn)生是因?yàn)殡姍C(jī)/泵，為了適應(yīng)50Hz的電源使用了變頻器，其頻率設(shè)置為2k Hz與H ART的通訊頻率十分相近，使它不能正確的響應(yīng)通訊器，甚至按此信號(hào)錯(cuò)誤地轉(zhuǎn)換為電流輸出或其他錯(cuò)誤的操作方式。將儀表電纜與動(dòng)力電纜槽架的距離加大即解決問(wèn)題。
　　電磁干擾，通常在排除電源電壓，回路電阻，連線正確，線路通暢之后，還有不通訊的問(wèn)題發(fā)生需要考慮電磁干擾的問(wèn)題，通常現(xiàn)場(chǎng)的問(wèn)題是試驗(yàn)室難以復(fù)現(xiàn)的，盡管壓力變送器通過(guò)了各種電磁兼容試驗(yàn)在現(xiàn)場(chǎng)也可能出現(xiàn)各種各樣被干擾的問(wèn)題。在測(cè)量過(guò)程中這些干擾若不能很好的處理將歪曲測(cè)量結(jié)果，嚴(yán)重時(shí)甚至使儀表或控制系統(tǒng)完全不能工作。為了避免電磁干擾的發(fā)生，信號(hào)線要采用扭絞、屏蔽、接地、濾波等方法，將儀表的信號(hào)線與動(dòng)力電纜之間的距離加大，導(dǎo)線縮短，盡可能避免平行布線，對(duì)變壓器等干擾源件進(jìn)行磁屏蔽等。
　　【3】結(jié)束語(yǔ)
　　智能壓力變送器的通訊功能對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)是非常重要的。因?yàn)閴毫ψ兯推魅绻煌ㄓ嵓词箍梢怨ぷ鳎悄鼙砭蛯⒑湍M表的功能一樣，體現(xiàn)不出智能表的優(yōu)勢(shì)，沒(méi)有遠(yuǎn)程改組態(tài)參數(shù)的功能，遠(yuǎn)程查看PV值等功能，這樣就會(huì)給用戶帶來(lái)極大的不便。

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