摘要：以壓力表為例，詳細解析了廠(chǎng)家附帶的上位機軟件與壓力表頭之間的HART協(xié)議交換過(guò)程，從通用命令、常用命令和專(zhuān)有命令3方面介紹了壓力表實(shí)時(shí)數值讀取、標定校準、電流標定、量程設置、量程遷移等操作過(guò)程。通過(guò)HART協(xié)議讀寫(xiě)操作，可以實(shí)現壓力送檢設備的自動(dòng)化計量，有益于提高壓力儀表檢定/校準的工作效率以及操作準確度，簡(jiǎn)化了計量工作流程，降低了工作強度。在壓力計量操作中，一些送檢儀表需要通過(guò)HART協(xié)議實(shí)現實(shí)時(shí)數據、儀表量程、校準參數進(jìn)行讀寫(xiě)操作。HART協(xié)議包括通用命令、常用命令和專(zhuān)有命令。

1上位機解析

上海盛泰克壓力表頭的上位機軟件為STP2013，其軟件界面主要包括：文件、操作、環(huán)境和幫助四大功能塊[1]。

1.1文件

上傳變送器數據到文件對應命令的字符串數組內容為（A2A18702958C9394969B8F9090C9）；下傳數據文件到變送器對應的為上位機保存*.tra文件；數據恢復發(fā)送的字符串數組內容為：（A43A）；打開(kāi)圖形文件對應操作為打開(kāi)*.tdd文件；保存圖形文件對應另存為*.tdd文件；退出則軟件關(guān)閉界面，終止操作[2]。

1.2操作

聯(lián)機測試發(fā)送字符串數組內容為（0280000082），為了保證上位機與數顯壓力表頭實(shí)現可靠的聯(lián)機，程序連續發(fā)送5遍；搜索儀表發(fā)送4遍地址內容，地址從0～15則對應（808182～8F）；復位儀表發(fā)送字符串內容為（8293200000002A001B）；停止通信無(wú)字符串內容發(fā)送，關(guān)閉連接儀表的硬件串口。

1.3環(huán)境

環(huán)境設置主要包括串口選擇和語(yǔ)言選擇，串口選擇可以對應COM1-COM15，此時(shí)列表中顯示的是上位機所檢測到的串口內容，硬件串口通常包括兩種：一種是PC自帶的232串口，另一種是通過(guò)USB轉232實(shí)現的串口[3]。

1.4幫助

幫助部分軟件包括著(zhù)作版權和聯(lián)系方式等信息，用于可以依據相關(guān)說(shuō)明文檔操作壓力表頭的上位機軟件。

2HART設置

2.1功能介紹

對于被檢壓力表頭的參數讀取可以應用HART協(xié)議來(lái)實(shí)現，一般包括：工具欄、參數設置、電流微調、線(xiàn)性校正、溫度補償、數據備份、儀表信息、無(wú)源遷移、壓力微調、輸出阻尼和專(zhuān)用參數設置。儀表版本讀取命令字符串為（A2969990），過(guò)程監控和主界面實(shí)現PV值、mA值和%值的實(shí)時(shí)讀取，讀取命令字符串包括（9394），寫(xiě)操作命令字符串包括（C7BCBB），參數設置部分會(huì )將所有壓力表頭的設置參數都讀取至上位機，或者將上位機的設置參數傳送至壓力表頭。電流微調包括檢測4mA、檢測20mA、常值電流輸出、退出固定電流輸出，其分別對應的命令字符串內容為（282D2E）。線(xiàn)性校正功能包括量程內校正點(diǎn)數設置（0F94）、增益設置（C0A1BD02）、循環(huán)讀取校準溫度AD值（A1），壓力實(shí)時(shí)AD值（958F9090），上位機軟件可以實(shí)現壓力表頭的1～16點(diǎn)的校準操作。數據備份操作命令字符串為（829320000000A30092）。儀表信息部分包括信息讀出（0C0D）、傳送（1112）、短幀地址傳送（06）、長(cháng)幀地址讀出（10）、長(cháng)幀地址傳送（13），無(wú)源遷移用于修改變送器的上下限值，讀出（0E0F）、傳送（230F）。壓力微調中的低點(diǎn)微調（010FBE01），高點(diǎn)微調（010FBE02），對應零點(diǎn)微調的讀取操作（96）、零點(diǎn)微調（2B）、取消（B9）。輸出阻尼讀出（0F），傳送（2F22）[4]。

2.2盛泰克協(xié)議解析

以上位機主頁(yè)面操作的協(xié)議為例，寫(xiě)操作發(fā)送（C7BCBB）命令，發(fā)送C7命令時(shí)發(fā)送21個(gè)字節，接收17個(gè)字節，如下：

發(fā)送：829320000000C700F6FFFF

接收：869320000000C7020000F0FFFFFF

發(fā)送內容中C7為命令字節，00是命令長(cháng)度字節，F6是校準字節。BC命令發(fā)送33個(gè)字節，接收27個(gè)字節，如下：

發(fā)送：829320000000BC0C04FF0707BF4CCCCD3F4CCCCDFAFFFF

接收：869320000000BC0E0000F0FFFFFF

其中，BF4CCCCD對應數值-0.8，3F4CCCCD對應數值0.8，這兩個(gè)數值對應壓力表頭的量程上下限數值，FA為校驗字節。BB命令發(fā)送43個(gè)字節內容如下：

發(fā)送：829320000000BB16000000123D003E23D70A3DCCCCCDC22000004220000003FFFF

其中，3DCCCCCD對應阻尼系數值0.1，C2200000對應數值-40，42200000對應數值40。

2.3中科博微協(xié)議解析

與上海盛泰克的壓力表頭參數設置類(lèi)似，沈陽(yáng)中科博微的表頭及上位機軟件也是應用HART手操器協(xié)議進(jìn)行數據交換實(shí)現參數設置�；�本信息頁(yè)中寫(xiě)Poll地址（06）、寫(xiě)消息（11）、寫(xiě)標識描述符和日期（12）、寫(xiě)裝配號（13）、讀消息（0C）、讀標識描述符日期（0D）、讀告警輸出特性，上下限量程和阻尼信息（0F）、讀裝配號（10）。

上位機軟件進(jìn)入組態(tài)頁(yè)不斷地刷新動(dòng)態(tài)信息，讀mA和%（02）、讀mA和PV變量及環(huán)境溫度（03）、讀傳感器上下限，#小量程（0E）、讀輸出特性、量程上下限阻尼及單位（0F），而實(shí)時(shí)的壓力值和溫度值都是C3命令讀取上來(lái)的。在設置的過(guò)程中，量程上限SPAN（24）、量程下限ZERO（25）、主變量零點(diǎn)（2B）。啟動(dòng)軟件時(shí)發(fā)送5個(gè)FF，電流校準頁(yè)校準4mA點(diǎn)（2D），校準20mA點(diǎn)（2E），當選擇下拉列表就觸發(fā)固定電流mA輸出命令（28）。變量監視頁(yè)，不斷動(dòng)態(tài)刷新（02和03）命令，不斷地循環(huán)讀取。而中科博微壓力表特殊命令進(jìn)入頁(yè)面時(shí)讀取命令（BC和C9），液晶顯示內容設置（BF），本地操作版本（CA），小信號切除（C7），恢復出廠(chǎng)設置（BC）。溫度補償操作時(shí)，實(shí)時(shí)讀取動(dòng)態(tài)壓力值（B4），將補償數據下載時(shí)需要多個(gè)命令逐個(gè)發(fā)出（B4B9C0C1C2BC），壓力補償進(jìn)入頁(yè)面時(shí)（0E），下載命令（BC）[5,6]。

3自動(dòng)化計量

通過(guò)整理歸納出用于壓力計量自動(dòng)化的HART命令集：

C0：讀取ID值。

C1：讀取PV單位和PV數值。

C2：讀取PV電流和PV百分比。

C14：讀取PV傳感器信息。

C15：讀取PV變送器信息。

C34：寫(xiě)阻尼系數。

C40：寫(xiě)固定mA輸出。

C42：重啟復位。

C43：零點(diǎn)微調。

C44：寫(xiě)PV單位代碼。

C45：DA微調4mA。

C46：DA微調20。

4結論

通過(guò)解析上海盛泰克和中科博微上位機軟件與壓力表頭之間的HART協(xié)議交換過(guò)程，介紹了壓力表實(shí)時(shí)數值讀取、標定校準、電流標定、量程設置、量程遷移等操作過(guò)程。通過(guò)HART協(xié)議讀寫(xiě)操作，可以實(shí)現壓力送檢設備的自動(dòng)化計量。