HART智能仪表在线监控系统的设计与实现

　　1 智能仪表的广泛应用

　　随着过程控制技术和智能仪表的发展，DCS已经在石油、化工、钢铁、冶金和电力等领域得到广泛的应用，实现了企业生产操作的高度自动化。智能传感器技术的发展和微电子技术的成熟，也为充分发挥DCS的优越性提供了可靠的保证。

　　基于HART协议的智能仪表已经在DCS中得到广泛应用。如何最大限度地利用先期制造生产的自动化系统的昂贵投资，在已有智能仪表设备和 DCS的基础上，在不影响原有DCS正常工作的情况下，构成企业智能仪表的在线诊断和管理系统，并向局域网发布实时智能仪表信息，让实时过程管理扩展到现场信息系统的每个领域，已经成为自动化领域有待解决的技术课题。针对企业现场生产的实际，能满足上述需要的在线诊断和管理系统显得尤为必要。本文将探讨一种在线诊断管理系统的设计和实现方法。

　　2 系统体系结构

　　该系统主要由智能仪表、HART协议通讯装置、HART服务器通讯软件(包括COM 服务器软件和OPC服务器软件)、数据库、上位机管理软件(包括应用服务器和客户端)组成。智能仪表主要是指基于HART协议的仪表，常见类型有差压变送器、压力变送器、阀门定位器、流量计等。HART协议通讯装置负责采集和传输智能仪表的数字信号，通过亚当模块传送给上位机的RS一232串口，由COM 服务器软件对该数据进行解析，并通过 sQL Server数据库对采集数据进行实时存储，其他自动化系统可以通过OPC通讯服务器软件对现场仪表的数据进行远程访问。应用服务器主要功能是对现场智能仪表进行组态与监控，提供可视化用户界面，方便用户操作。客户端负责在网络上发布现场智能仪表的监控信息，连接情况等。系统体系结构如图1所示。

　　3 HART协议通讯装置

　　3.1 HART协议通讯装置概述

　　HART协议通信装置在不影响现有DCS正常运行的前提下将现场HART智能仪表的数字信号从模拟信号中剥离，完成仪表基本信息和过程变量的读取，并通过RS一232传送给上位机;同时支持上位机常用特殊命令的转发，读取仪表的特殊命令信息并返回给上位机。HART协议通信装置和HART协议通信服务器软件配合完成对现场HART智能仪表的信息读取、命令转发。并提供足够的接口组件，方便应用服务器软件的开发和扩展。可以根据HART协议通信服务器软件提供的接口，自定义开发应用服务器软件的界面和功能，实现对HART智能仪表的组态和监控。

　　HART协议通信装置的主体部分是安装于端子板支架上的若干块HART协议网桥(本文以20块网桥为例进行说明)，通过RS一485总线连接并与上位机进行通讯，网桥地址可以选择0～30的任意值，但不可重复。20块网桥默认地址为按安装位置顺序1～20。