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HART手操器在现场通讯不上怎么办?

更新时间:2018年08月15日 所属类别:知识百科 阅读量:

一、HART协议智能变送器对通讯的要求

HART协议智能压力变送器通讯的条件是回路电阻≥250Ω,工作电压在其通讯要求范围内,例如3151压力变送器的通讯要求是回路电阻是250Ω时通讯最低电压为18V DC,电源连接方向正确。

二、检查线路

(1)HART手操器与智能变送器之间的通讯电缆没有接好。检查电缆插头是否插紧,接线端子螺钉是否松动,确保接触良好。

(2)电缆位置不正确。手持终端相连可以接在接线端子AB上也可接在负载电阻R两端CD,但是不能接在AD两点。在电源和手持终端之间需要一个≥250Ω电阻,它的作用是防止低阻抗的电源对通讯信号分流,但R的阻值也不能太大要保证变送器的最低工作电压,这样才保证手持终端从变送器读取信息并将设定的组态参数送到变送器内存中。因为电源低阻抗内阻很小,可以看作是短路,接到AD端等于通讯电缆两端接在一点,所以无法通讯,也就无法读取信息和设定组态参数,如图1所示。

正确的HART手操器通讯接线图

图一:正确的HART手操器通讯接线图

若上面的两个条件满足后仍不通讯,可以换一台变送器排除通讯器的故障,这样就可以确认是否是压力变送器本身的故障。

三、检查仪表

(1)电源电压过低

青岛某项目中200多台3151B智能变送器在试生产过程中,不通讯,输出错误,表头显示闪烁,严重影响用户的生产计划。经过绍兴中仪技术人员查找测量电源电压仅为15V DC。因为电源不是独立供电给安全栅,导致给变送器供电的安全栅电压过低,致使变送器不能通讯且输出不正常,更换电源后即可通讯,仪表输出也正常。

(2)电缆太长

西安某高校定购用于石油项目试验的一台1151智能远传压力变送器,用户反映变送器不通讯。测量端子电压正常,但是供电电缆却很长,有600m,经绍兴中仪工程师分析原因是由于电缆过长,电缆电容大于HART通讯设备的最大电容。HART通讯频率较高1~2kHz左右,要求网络T=RC(时间常数)不大于0.65μs。因此HART通讯设备及网络的最大电容限制了通讯的最大距离。HART通讯最大频率计算公式:

最大电缆长度m=(160000-Cmaster )/Ccable

式中:160000根据HART通讯网络允许的时间常数计算而得的常数,反映通讯网络允许的最大电容,单位PF;

Cmaster为控制系统或HART滤波器电容,PF;Ccable为电缆分布电容,PF/m。

电缆长度约有600m,电缆C cable = 400PF/m,Rcable:0.025Ω/m,为计算方便假设Cmaster=0。

最大电缆长度Lmax=160000/400=400<600m。实际Cmaster≠0(Cmaste改为Cmaster)=实际允许最大电缆长度<400m。

网络时间常数T=RC=(0.025×600) ×(400×600)/1000000=3.6μs>0.65μs

电缆的原因,使得网络时间常数太大,导致通讯波形严重失真,而无法通讯,改用2.5sq的交联电缆(Ccable为90PF/m)(Cmaster改为Ccable) 即可解决。

(3)电磁干扰

中山某化工有限公司装置物料的6台计量仪表,其中5台3051差压变送器。1台HART协议涡街流量计,投运时仅1台差压变送器能正常工作,其余均不通讯。在流量为0时的1台差压变送器指示为48%,一台在0~25%周期变化,其余显示故障,现场电源电压正常,在试验室测量输出及通讯均正常。在现场甩开原供电电缆采用临时供电指示通讯均正常。可以确认是因为线路干扰导致仪表不通讯和误指示。经过确认干扰频率为2 kHz,影响了HART手操器1200Hz和2200Hz的通讯频率。频率的产生是因为电机/泵,为了适应50Hz的电源使用了变频器,其频率设置为2kHz与HART的通讯频率十分相近,使它不能正确的响应通讯器,甚至按此信号错误地转换为电流输出或其他错误的操作方式。将仪表电缆与动力电缆槽架的距离加大即解决问题。

电磁干扰,通常在排除电源电压,回路电阻,连线正确,线路通畅之后,还有不通讯的问题发生需要考虑电磁干扰的问题,通常现场的问题是试验室难以复现的,尽管压力变送器通过了各种电磁兼容试验在现场也可能出现各种各样被干扰的问题。在测量过程中这些干扰若不能很好的处理将歪曲测量结果,严重时甚至使仪表或控制系统完全不能工作。为了避免电磁干扰的发生,信号线要采用扭绞、屏蔽、接地、滤波等方法,将仪表的信号线与动力电缆之间的距离加大,导线缩短,尽可能避免平行布线,对变压器等干扰源件进行磁屏蔽等。

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