RTO系统中的仪表通信协议

发布时间：2022-08-20 22:01:00 点击：

有人会问：仪表采集模拟量数据不就行了吗？为什么还需要与之通信？

其实不尽然，我们不单单需要采集仪表模拟量的数值，还需要知道仪表当前的状态。若仪表报警，我们可以通过通信得知仪表的报警代码，准确快速的解决问题。若仪表长时间使用后需要校准，通过通信我们会方便快捷的对仪表进行校准。当我们怀疑某台仪表的模拟信号有问题时，我们可以通过通信来判断仪表的数字量信号是否出现了问题，若因仪表数字量信号不准确导致设备停机或设备损坏，会造成巨大的损失。所以说仪表的通信的作用非常大，也是以后自动化行业发展趋势，我们要深入了解仪表的通信。

HART通信采用的是半双工的通信方式，其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信。

HART通信需要在电源线上串联一负载电阻R，取值范围250~1000Ω之间，一般取250Ω即可，将HART 接到电阻两端，取得通讯信号。

               图为HART通信的接线方式

可通过以上三种连接方式对仪表发送命令，通信命令有通用命令、普通应用命令、特殊命令三大类，通用命令是所有的HART现场设备都必须响应的命令；普通应用命令只被设备部分应用；专用命令是生产商根据需要制定的命令

根据返回值和给定的命令可以采集和设定仪表参数。

PROFIBUS可分为两种，分别是大多数人使用的PROFIBUS DP和用在过程控制的PROFIBUS - PA 

PROFIBUS DP（分布式周边，Decentralized Peripherals）用在工厂自动化的应用中，可以由中央控制器控制许多的传感器及执行器，也可以利用标准或选用的诊断机能得知各模块的状态。

图为PROFIBUS DP接线

需要注意的是PROFIBUS DP连接器的“终端电阻”开关设置。网络终端的插头，其终端电阻开关必须放在“ON”的位置；中间站点的插头其终端电阻开关应放在“OFF”位置

PROFIBUS-PA是PROFIBUS的过程自动化解决方案，PA将自动化系统和过程控制系统与现场设备，如压力、温度和液位变送器等连接起来，代替了4-20mA模拟信号传输技术。可适用于防爆区域，当其有故障时可限制电流量，避免制造可能导致爆炸的情形。

基金会现场总线通信技术包括两部分，即H1和HSE

H1总线应用于现场设备，H1的传输速率为31．25kbps，通信距离可达1900m（可加中继器延长），可支持总线供电防爆环境。H1总线信号和PROFIBUS-PA总线信号标准一样，用于物理层的设备都可以通用。

HSE是再通用商用以太网平台上增加基金会现场总线“用户层”协议，并进行了商标注册。主要面对过程控制应用。

Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和设备之间可以通信。Modbus协议目前存在用于串口、以太网以及其他支持互联网协议的网络的版本。

大多数Modbus设备通信通过串口EIA-485物理层进行。

              图为Modbus 485总线接线方式

RS-485总线标准规定了总线接口的电气特性标准即对于2个逻辑状态的定义：正电平在+2V～+6V之间，表示一个逻辑状态；负电平在-2V～-6V之间，则表示另一个逻辑状态；数字信号采用差分传输方式，能够有效减少噪声信号的干扰。

以上就是RTO中所遇到的仪表中的各通信协议的介绍。如有不当之处，请予指正。

使用通信可以实现现场总线控制，使现场控制模块、仪表、和计算机网络三者结合在一起，可达到现场设备互联、相互操作、远程监控仪表状态等功能。

现场总线是一种正在发展的技术，在过程控制领域对其要求是：(1)改善实时性，不允许有不确定性；(2)克服本安防爆对总线中节点数和电缆长度的限制，加强现场总线本安概念理论研究；(3)实现可互操作性和信息处理现场化。

现场总线将会是今后发展的主流体系和应用热点。