掌握手持HART通信和校准设备

如果您在工厂中部署了HART仪器，手持通信器和校准器是必不可少的工具。但是，不同的手持设备之间有什么区别?在选择一款手持设备时，您应该考虑哪些实际因素，以获得最佳性能?

在开始讨论之前，重要的是简要了解一个经常引起混淆的术语问题:“配置”和“校准”之间的含义和差异。

按照国际标准，校准是被测设备与可追溯参考仪器(校准器)的比较，以及这种比较的文件。虽然在形式上，校准不包括任何调整，但在实践中，可能的调整通常包括在校准过程中。为了对HART设备进行校准，需要一个可追溯的计量参考设备，它可以是手持式校准器。

配置方法使用数字通信协议作为从设备或从远程位置更改现场设备内部设置的方法。配置可以通过PC机和配置软件或手持通信器完成。重要的是要记住，尽管通信器可用于配置和检查诊断信息，但它不能用于计量校准以检查现场设备的测量(PV)精度。配置带有通信器的HART变送器的参数不是计量校准，也不能保证精度。对于真正的计量校准，总是需要一个可追溯的参考标准。

简单地说，配置就是不校准。

整合哈特

将HART协议集成到工厂中有不同的方法和级别。最简单的集成可能是继续使用标准模拟控制系统，但使用支持HART的仪器，可通过HART通信器进行配置。另一种方法是使用模拟控制系统，但要有另一个或单独的数字资产管理系统，该系统使用HART从启用HART的现场仪器收集诊断和其他有价值的信息。最高级别的集成是使用一个完全支持hart的生态系统，从现场设备到完全集成的hart控制系统。

校准HART发射机

请记住，HART发射器具有不同的测量输出，可以使用和校准，包括4-20 mA模拟输出和额外的数字HART输出-根据设备至少有四个额外输出。在大多数情况下，模拟输出仍然携带主要过程变量。

在某些情况下，这些附加变量中的一个可能对您的控制策略有用，因此您可以实现永久的解决方案来读取该值并将其发送到DCS。然而，在其他情况下，了解其中一个值可能会帮助您解决其他问题。您的手持通信器可以随时读取这些值，您需要这些信息。

为了校准模拟输出，需要在测量发射机输出的同时产生或测量发射机输入信号。例如，产生一个压力输入，用校准器精确测量，同时用仪表测量模拟输出。

如果要校准数字HART输出，则校准过程略有变化。您仍然需要使用校准器以与模拟发射机相同的方式生成和测量发射机输入。但是为了看到发射机的数字输出是什么，你需要有某种HART通信器来显示数字HART信号和相应的数字测量值。

在校准模拟或数字输出的情况下，您可以步进变送器的范围，在几个点停止以记录输入和输出信号以记录校准。如果在校准过程中发现太多错误，可以使用HART对变送器进行修剪以访问调整并执行新的校准。

实际考虑

在配置HART发送器时，可以使用带有HART调制解调器和相关软件的PC机，但如果需要在现场访问设备，则利用手持HART通信器的移动性通常更为实际。

如果您想使用没有连接到现场供电电压的HART变送器，则需要一些电源来为变送器供电。一些HART手持设备没有任何内置环路电源，因此您需要具有所需阻抗(名义上为250 Ω)的外部环路电源才能进行通信。使用内置环路电源和内置阻抗的手持设备，您不需要任何额外的设备进行通信。如果您想在现场安装变送器之前配置或校准变送器，通常没有DCS(分布式控制系统)提供的可用电源。

在现场将变送器连接到来自DCS的电源的情况下，则不需要额外的电源。重要的是要记住，来自DCS的环路供电并不总是包括HART通信工作所需的阻抗，特别是如果控制系统配置为模拟信号。如果手持设备按照HART规范操作，它将不会与过低的信号电平(由于过低的阻抗)进行通信，因为这可能是噪声而不是真实可靠的信号。在这种情况下，您可能需要向回路添加额外的阻抗。当在现场连接到发射器时，您不必在发射器处进行物理连接;你可以连接到发射机回路的任何地方。

手持设备的功能

由HART通信基金会发布的DD(设备描述符)和HART手持设备的可用命令是您工作流程的两个关键要素。一些手持设备只支持有限数量的HART设备和命令，而另一些则通过dd支持所有设备和命令。要支持所有特定于设备的高级特性，就需要支持整个DD结构。因此，确保您选择的手持设备支持您已安装的和未来的设备基础非常重要。

新发射机的dvd的可用性和未来更新的价格各不相同。如果仅限于通用命令，您可能会发现提供的支持有限。不同的手持设备对HART方法的支持也存在差异。这些方法就像内置在DD文件中的小向导，使执行许多配置步骤变得更容易。

测量电流信号

由于大多数HART发射机设置为使用模拟mA信号，您应该有一个测量它的设备。如果手持设备没有mA测量功能，您将需要另一个设备来覆盖它。您还会发现mA测量能力的准确性在不同的单位之间有所不同。如果你想校准发射机的毫安输出，你需要一个精确的毫安测量。

工厂校准程序和程序通常要求您测量输出，无论是模拟信号还是数字变量。校准程序还需要一个可追溯的参考标准来测量或来源发射器的输入。如果您的手持设备不提供此功能，则需要额外的校准器设备来完成该任务。

高级特性和优点

一些先进的手持设备提供完整的多功能过程校准器功能，与HART手持设备相同。这些设备不仅可用于配置，还可用于校准HART设备，如温度和压力变送器。通常，使用这些设备的程序是，您首先进行“如发现”校准，如果需要修剪，则运行HART修剪方法。在修剪变送器后，您可以再次通过“左”校准过程。

许多手持设备都是记录设备，因此它们也可以将校准结果保存到内存中，然后将结果上传到PC软件。此外，一些手持设备还可以从HART设备读取配置，并将其保存并上传到PC中存档或打印。

可用性和用户界面是选择手持设备时要考虑的重要特性，因为它们在易用性方面存在差异。有些是较大的设备，有些是较小的;有的显示屏小，有的显示屏大。带有彩色显示的触摸屏用户界面在大多数现代手持设备中都是可用的。

无线HART协议的最新增强包括无线哈特的标准。虽然WirelessHART仪器可以无线通信，但它可以使用与传统HART设备相同的工具和技术进行配置。因此，手持为无线HART发射器不需要是无线的。但是，手持设备必须能够支持最新的HART规范，并且必须具有支持任何HART规范的DD文件无线您正在使用的HART发射机型号。

耐久性和支撑力

由于手持设备经常用于现场环境，因此应考虑到防水和防尘的整体稳健性。虽然一些手持设备似乎是基于标准的袖珍电脑(用于办公用途)，但其他手持设备在防水和防尘方面具有良好的评级(IP或NEMA分类)，有些则适合在危险(Ex)区域使用。

基于标准袖珍pc的手持设备不适合工业/工厂现场环境。这些类型的手持设备通常没有内置HART调制解调器，而是依赖于外部解决方案。它们也不提供内置环路电源或阻抗，所以你可能最终携带几个设备。

一些最现代的手持设备在同一设备中具有多功能过程校准器和HART通信器，并且还提供其他协议的现场通信。

售后支持是比较手持设备时要考虑的最后一个因素。有许多类型的HART手持设备可用。一定要查看功能和适合您的需求。

Heikki Laurila是Beamex公司的产品经理。

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