《HART通信器對羅斯蒙特3051C變送器組態(tài)教程》由昌暉儀表根據(jù)羅斯蒙特變送器手冊及相關(guān)技術(shù)資料編寫，詳細介紹使用HART手操器對3051C變送器進行過程變量單位、輸出方式、零點和量程調(diào)整、阻尼、表頭LCD選項和傳感器數(shù)字微調(diào)設定的詳細操作，作為儀表工提高5051C變送器組態(tài)的實用教程。
HART手持通信器是一個與所有遵循HART協(xié)議的變送器相連接的手持終端，3051C智能變送器是羅斯蒙特生產(chǎn)的遵循HART協(xié)議的變送器，它的校驗和調(diào)整可以在HART手持通信器上進行，也可以在裝有HART通信卡的DCS上進行。如果這兩種設備都沒有，那只能在表體上進行。不過這時儀表的智能功能便發(fā)揮不了，只能當做一臺高精度的模擬變送器使用。
HART通信器組態(tài)有兩種組態(tài)方式，即在線(聯(lián)機)組態(tài)和離線(脫機)組態(tài)。前者是在通信器和變送器建立通信連接的狀態(tài)下進行的組態(tài)，組態(tài)數(shù)據(jù)輸入到375通信器的工作寄存器中，然后直接傳送到連接的3051C變送器上；后者則在通信器和變送器未建立通信連接的狀態(tài)下，將組態(tài)數(shù)據(jù)存入375通信器的非易失性存儲器(EEPROM)中，待連接設備時可以將這些數(shù)據(jù)傳送至變送器。
在組態(tài)中將修改參數(shù)傳送至3015C變送器時，為避免修改參數(shù)對控制回路帶來影響，通信器會顯示提示信息“WARNING-Control loop should be in manual”(警告控制回路應置于手動狀態(tài))，該顯示信息僅僅是一個提示，不能將控制回路自動切換至手動，必須在控制室進行人工操作。
當HART通信器與HART變送器相連時，在線菜單的頂部顯示變送器的名稱和標簽在線菜單的底部顯示F1-F4軟功能鍵，每一幅屏幕畫面都可確定F1-F4鍵的新用途。當HART通信器通上電后，屏幕顯示為主菜單，如圖1所示，圖中，HART Communicator為HART通信器；Off line為離線；On line為在線；Frequency Device為頻率設備；Utility為效用。
HART通信器連接到3051C變送器回路時，變送器電源可以不關(guān)，但手持通信器的電源要關(guān)掉。如果手持通信器在電源開著的時候連到變送器回路，則有時會打亂變送器的程序，所以手持通信器不能帶電連接。圖2所示為在線菜單。Burst是可選的通信模式，在這種通信模式下，允許單一的從站連續(xù)的廣播一個標準的HART響應信息，這種模式將主站從為得到更新的過程變量信息而不斷對從站發(fā)送命令請求的重復中解放出來。同樣，HART響應信息(PV或其他)連續(xù)的由從站廣播，直到主站指示其他命令。采用Burst通信方式，根據(jù)選擇的命令不同，數(shù)據(jù)更新為3-4次/s。Burst模式只能使用在單個從設備的網(wǎng)絡中。
HART通信器中設有快鍵順序表和菜單樹，方便用戶組態(tài)。
圖1 HART通信器主菜單 圖2 HART通信器在線菜單
3051C變送器的配線如圖3所示。HART的兩根通信電線是沒有極性的，可以隨便連接。在接線端子處，PWR/COMM為電源或通信線端子，表示電源線或數(shù)字通信線也接在此處；TEST為測試端子，校驗時高精度電流表或電壓表（應串聯(lián)250Ω電阻）可接在此處。此線路檢測疊加在4-20mA信號上的數(shù)字信號，并通過回路傳送所需信息，完成DCS或HART手持通信器（也稱為數(shù)據(jù)設定器）與3051C智能變送器的雙向數(shù)字通信。
圖3 HART通信器與變送器的配線
1、設定過程變量單位
3051C可使用的過程變量單位有inH2O、inHg、ftH2O、mmH2O、psi、bar、mbar、g/cm2、kg/cm2、Pa、kpa、torr和atm(大氣壓)。
2、設定輸出方式
可將3051C變送器輸出設定為線性(Linear)或者平方根(Sq.Root)輸出。設定3051C變送器為平方根輸出模式，則模擬輸出與流量成正比。
3、零點和量程調(diào)整
最常用的一項組態(tài)是調(diào)整3051C變送器的零點和量程。對3051C變送器有三種調(diào)整方法，即使用通信器直接輸入量程的上下限值；使用通信器和壓力輸入源；使用3051C變送器上的零點和量程按鈕與壓力輸入源。其中，后兩種調(diào)校的效果一樣。
通過通信器鍵盤輸入改變量程時，4mA點和20mA點的設定互不影響，但改變兩點的設定值都會引起量程的變化。例如一臺3051C變送器原設置為4mA(0kPa)、20mA(100kPa)，如果通過通信器鍵盤輸入新的4mA(50kPa)，此時20mA仍保持為100kPa，則3051C變送器的量
程變?yōu)?0kPa。
使用壓力輸入源調(diào)校時，調(diào)整4mA點不會影響表的量程值。例如一臺變送器原4mA(50kPa)、20mA(100kPa)，如果通過壓力輸入源進行調(diào)校，將4mA設為0kPa，則此時20mA變?yōu)?0kPa，表的量程保持50kPa不變。
當不知道4mA和20mA點的具體值，并且無手持通信器時，利用本機零點和量程按鈕與壓力輸入源，可以調(diào)整變送器量程。當設定4mA點時，量程保持不變；當設定20mA點時，量程改變。如果對量程下限的調(diào)整引起量程上限超出傳感器極限值，量程上限值就會自動設定在傳感器極限值，而量程也會相應地發(fā)生變化。利用3051C變送器的量程和零點按鈕調(diào)整變送器量程時，應依照下述步驟進行操作。
①擰松變送器表蓋頂上固定的認證標牌螺釘，旋開標牌，露出零點和量程按鈕。
②利用精度為3-10倍于所需校驗精度的壓力源，向3051C變送器高壓側(cè)加量程的下限值相應的壓力。
③如要設定4mA點，則先按住零點按鈕至少2s，然后核實輸出是否為4mA。如果安裝了表頭，則表頭將顯示ZERO PASS(零點通過)。
④向變送器高壓側(cè)加量程的上限值相應的壓力。
⑤如要設定20mA點，則先按住量程按鈕至少2s，然后核實輸出是否為20mA。如果安裝了表頭，則表頭將顯示SPAN PASS(量程通過)。
當采用壓力源調(diào)整量程時，4mA和20mA的設定值是根據(jù)操作者提供的輸入壓力值進行轉(zhuǎn)換的，有時通信器的壓力讀數(shù)與壓力輸入源的值不同。這可能是由以下幾個原因造成：
a、3051C變送器安裝位置
b、用戶的壓力標準與工廠(儀表制造廠）標準不同；
c、由于過壓、過熱(冷)或長期漂移造成傳感器原有特性漂移。
這種差別可以通過調(diào)節(jié)組態(tài)中的傳感器數(shù)字微凋項進行消除。
4、設定阻尼
3051C變送器的電子阻尼特性是使變送器的響應時間對于輸入快速變化引起的輸出讀數(shù)呈平滑變化曲線?？筛鶕?jù)系統(tǒng)回路動態(tài)變化所需要的響應時間、信號穩(wěn)定性和其他要求決定適當?shù)?/span>阻尼設定，默認阻尼時間為0.4s，阻尼時間的設定范圍為0-25.6s。
5、LCD表頭選項
3051C表頭選項指令可根據(jù)應用設定表頭，設定表頭可以顯示下述信息：工程單位、量程百分比、用戶設定表頭標尺、工程單位和百分比之間交替顯示、工程單位和用戶設定表頭標尺之間交替顯示。
6、傳感器數(shù)字微調(diào)
智能變送器與模擬變送器工作的主要不同是智能變送器被特性化了。進行特性化時，將變送器傳感器的輸出值與輸入壓力值進行比較，并將比較數(shù)據(jù)存入變送器的EEPROM中。
變送器工作時，利用這些數(shù)據(jù)，根據(jù)輸入的壓力產(chǎn)生一種標有工程單位的變量輸出值。數(shù)字微調(diào)功能讓操作人員能夠改變其特性曲線。
注意：不應把傳感器數(shù)字微調(diào)與量程調(diào)整相混淆。雖然通過量程的調(diào)整也可以使某個輸入壓力值對應于4mA或20mA點，但這種調(diào)整不影響變送器其他各點壓力輸出值與輸入壓力的變換關(guān)系。對于智能變送器，利用傳感器的數(shù)字微調(diào)功能可以修改變送器的數(shù)字讀數(shù)與輸入壓力之間的變換關(guān)系。
為了變送器更好地工作，可以修改表的特性化，有兩種方式，即對變送器重新進行特性化以及進行數(shù)字微調(diào)。一般變送器在出廠時已經(jīng)被特性化了，用戶只需修改表的特性曲線來適應自己的標準壓力信號。
數(shù)字微調(diào)分兩個步驟進行：第一步為傳感器微調(diào)，調(diào)整變送器輸出的數(shù)字讀數(shù)與輸入壓力相一致；第二步為4-20mA數(shù)字微調(diào)，對輸出級電子部件進行調(diào)整。為取得最佳效果，應在穩(wěn)定的環(huán)境下使用高精密儀器進行調(diào)校，避免出現(xiàn)對變送器的超量調(diào)整，變送器能接收的微調(diào)值不超過原來特性化曲線的5%。
傳感器微調(diào)有兩種方法，即量程微調(diào)和零點微調(diào)，兩者的復雜程度不一樣，使用時取決于現(xiàn)場的應用情況。
①零點微調(diào)
采用零點微調(diào)功能，用HART手持通信器校驗傳感器時，按下述步驟操作：
1)使變送器通大氣，并且將手持通信器與測量回路相連。
2)從手持通信器主菜單中選擇1Device Setup → 2Diagnostics and Service → 3Calibration → 3Sensor trin→ 1zero trim，準備進行零點微調(diào)。
3)遵循手持通信器提供的指令完成零點微調(diào)的調(diào)整。
②量程微調(diào)
采用量程微調(diào)功能，用HART手持通信器校驗傳感器時，按下述步驟操作：
1)將整個校驗系統(tǒng)連接安裝通電，校驗系統(tǒng)包括變送器、HART手持通信器、電源、壓力輸入源和讀數(shù)裝置。
2)從手操器主菜單中選擇1Device Setup → 2Diagnostics and Service → 3Calibration → 3Sensor trim → 2Lower sensor trim，準備進行傳感器量程下限微調(diào)點的調(diào)整。
3)遵循手持通信器提供的指令，完成對量程下限值的調(diào)整。
4)重復以上步驟調(diào)整量程上限值，用3Upper sensor trim替代步驟中2)的2Lower sensor trim。
量程微調(diào)包括傳感器下限微調(diào)和傳感器上限微調(diào)，即需要調(diào)整測量范圍的兩個端點值， 使得兩點間的各輸出值呈線性化。要想得到好的精度，所選的上限和下限值應分別等于或略大于4mA和20mA點。調(diào)整時，需要壓力源的精度至少3倍于3051C變送器，應用時一定要讓壓力穩(wěn)定保持10s后才進行調(diào)整。
如果沒有精密的壓力源，則可以采用零點微調(diào)。零點微調(diào)為一點調(diào)整，調(diào)整時3051C變送器必須處于未遷移狀態(tài)，即偏離真正的零壓不超過3%。這種方法在消除由于變送器安裝位置帶來的影響或補償差壓變送器由于靜壓引起的零點漂移時很有用，但這種調(diào)整保持原有的特性化曲線的斜率。
微調(diào)可改變變送器特性化曲線，如果傳感器微調(diào)不當，或者使用不符合精度要求的設備進行微調(diào)，則變送器性能可能降低。
微處理器在處理了傳感器的信號之后，輸出一個數(shù)字量，經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換(D/A)線路把該數(shù)字量轉(zhuǎn)換為4-20mA的模擬信號送往信號線。3051C變送器在使用一段時間后或進行了特性化后，可能需要對D/A轉(zhuǎn)換線路進行檢查和微調(diào)。HART通信器提供了兩種D/A微調(diào)方式：Digital to Analog Trim(數(shù)/模微調(diào))和Scaled D/A Trim(定標數(shù)/模微調(diào))。兩者是有區(qū)別的，前者是調(diào)整3051C變送器的4mA和20mA點的模擬輸出電流值，使得這兩點的模擬輸出等于4.00mA和20.00mA；后者是調(diào)整4mA和20mA點與用戶可選擇的參考標尺相對應，而不是與4mA和20mA對應。例如，通過一個250Ω的負載測量，為1-5V；這時如果通過DCS測量，則為0-100%。
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