《HART通信器对罗斯蒙特3051C变送器组态教程》由昌晖仪表根据罗斯蒙特变送器手册及相关技术资料编写，详细介绍使用HART手操器对3051C变送器进行过程变量单位、输出方式、零点和量程调整、阻尼、表头LCD选项和传感器数字微调设定的详细操作，作为仪表工提高5051C变送器组态的实用教程。
HART手持通信器是一个与所有遵循HART协议的变送器相连接的手持终端，3051C智能变送器是罗斯蒙特生产的遵循HART协议的变送器，它的校验和调整可以在HART手持通信器上进行，也可以在装有HART通信卡的DCS上进行。如果这两种设备都没有，那只能在表体上进行。不过这时仪表的智能功能便发挥不了，只能当做一台高精度的模拟变送器使用。
HART通信器组态有两种组态方式，即在线(联机)组态和离线(脱机)组态。前者是在通信器和变送器建立通信连接的状态下进行的组态，组态数据输入到375通信器的工作寄存器中，然后直接传送到连接的3051C变送器上；后者则在通信器和变送器未建立通信连接的状态下，将组态数据存入375通信器的非易失性存储器(EEPROM)中，待连接设备时可以将这些数据传送至变送器。
在组态中将修改参数传送至3015C变送器时，为避免修改参数对控制回路带来影响，通信器会显示提示信息“WARNING-Control loop should be in manual”(警告控制回路应置于手动状态)，该显示信息仅仅是一个提示，不能将控制回路自动切换至手动，必须在控制室进行人工操作。
当HART通信器与HART变送器相连时，在线菜单的顶部显示变送器的名称和标签在线菜单的底部显示F1-F4软功能键，每一幅屏幕画面都可确定F1-F4键的新用途。当HART通信器通上电后，屏幕显示为主菜单，如图1所示，图中，HART Communicator为HART通信器；Off line为离线；On line为在线；Frequency Device为频率设备；Utility为效用。
HART通信器连接到3051C变送器回路时，变送器电源可以不关，但手持通信器的电源要关掉。如果手持通信器在电源开着的时候连到变送器回路，则有时会打乱变送器的程序，所以手持通信器不能带电连接。图2所示为在线菜单。Burst是可选的通信模式，在这种通信模式下，允许单一的从站连续的广播一个标准的HART响应信息，这种模式将主站从为得到更新的过程变量信息而不断对从站发送命令请求的重复中解放出来。同样，HART响应信息(PV或其他)连续的由从站广播，直到主站指示其他命令。采用Burst通信方式，根据选择的命令不同，数据更新为3-4次/s。Burst模式只能使用在单个从设备的网络中。
HART通信器中设有快键顺序表和菜单树，方便用户组态。
图1 HART通信器主菜单 图2 HART通信器在线菜单
3051C变送器的配线如图3所示。HART的两根通信电线是没有极性的，可以随便连接。在接线端子处，PWR/COMM为电源或通信线端子，表示电源线或数字通信线也接在此处；TEST为测试端子，校验时高精度电流表或电压表（应串联250Ω电阻）可接在此处。此线路检测叠加在4-20mA信号上的数字信号，并通过回路传送所需信息，完成DCS或HART手持通信器（也称为数据设定器）与3051C智能变送器的双向数字通信。
图3 HART通信器与变送器的配线
1、设定过程变量单位
3051C可使用的过程变量单位有inH2O、inHg、ftH2O、mmH2O、psi、bar、mbar、g/cm2、kg/cm2、Pa、kpa、torr和atm(大气压)。
2、设定输出方式
可将3051C变送器输出设定为线性(Linear)或者平方根(Sq.Root)输出。设定3051C变送器为平方根输出模式，则模拟输出与流量成正比。
3、零点和量程调整
最常用的一项组态是调整3051C变送器的零点和量程。对3051C变送器有三种调整方法，即使用通信器直接输入量程的上下限值；使用通信器和压力输入源；使用3051C变送器上的零点和量程按钮与压力输入源。其中，后两种调校的效果一样。
通过通信器键盘输入改变量程时，4mA点和20mA点的设定互不影响，但改变两点的设定值都会引起量程的变化。例如一台3051C变送器原设置为4mA(0kPa)、20mA(100kPa)，如果通过通信器键盘输入新的4mA(50kPa)，此时20mA仍保持为100kPa，则3051C变送器的量
程变为50kPa。
使用压力输入源调校时，调整4mA点不会影响表的量程值。例如一台变送器原4mA(50kPa)、20mA(100kPa)，如果通过压力输入源进行调校，将4mA设为0kPa，则此时20mA变为50kPa，表的量程保持50kPa不变。
当不知道4mA和20mA点的具体值，并且无手持通信器时，利用本机零点和量程按钮与压力输入源，可以调整变送器量程。当设定4mA点时，量程保持不变；当设定20mA点时，量程改变。如果对量程下限的调整引起量程上限超出传感器极限值，量程上限值就会自动设定在传感器极限值，而量程也会相应地发生变化。利用3051C变送器的量程和零点按钮调整变送器量程时，应依照下述步骤进行操作。
①拧松变送器表盖顶上固定的认证标牌螺钉，旋开标牌，露出零点和量程按钮。
②利用精度为3-10倍于所需校验精度的压力源，向3051C变送器高压侧加量程的下限值相应的压力。
③如要设定4mA点，则先按住零点按钮至少2s，然后核实输出是否为4mA。如果安装了表头，则表头将显示ZERO PASS(零点通过)。
④向变送器高压侧加量程的上限值相应的压力。
⑤如要设定20mA点，则先按住量程按钮至少2s，然后核实输出是否为20mA。如果安装了表头，则表头将显示SPAN PASS(量程通过)。
当采用压力源调整量程时，4mA和20mA的设定值是根据操作者提供的输入压力值进行转换的，有时通信器的压力读数与压力输入源的值不同。这可能是由以下几个原因造成：
a、3051C变送器安装位置
b、用户的压力标准与工厂(仪表制造厂）标准不同；
c、由于过压、过热(冷)或长期漂移造成传感器原有特性漂移。
这种差别可以通过调节组态中的传感器数字微凋项进行消除。
4、设定阻尼
3051C变送器的电子阻尼特性是使变送器的响应时间对于输入快速变化引起的输出读数呈平滑变化曲线。可根据系统回路动态变化所需要的响应时间、信号稳定性和其他要求决定适当的阻尼设定，默认阻尼时间为0.4s，阻尼时间的设定范围为0-25.6s。
5、LCD表头选项
3051C表头选项指令可根据应用设定表头，设定表头可以显示下述信息：工程单位、量程百分比、用户设定表头标尺、工程单位和百分比之间交替显示、工程单位和用户设定表头标尺之间交替显示。
6、传感器数字微调
智能变送器与模拟变送器工作的主要不同是智能变送器被特性化了。进行特性化时，将变送器传感器的输出值与输入压力值进行比较，并将比较数据存入变送器的EEPROM中。
变送器工作时，利用这些数据，根据输入的压力产生一种标有工程单位的变量输出值。数字微调功能让操作人员能够改变其特性曲线。
注意：不应把传感器数字微调与量程调整相混淆。虽然通过量程的调整也可以使某个输入压力值对应于4mA或20mA点，但这种调整不影响变送器其他各点压力输出值与输入压力的变换关系。对于智能变送器，利用传感器的数字微调功能可以修改变送器的数字读数与输入压力之间的变换关系。
为了变送器更好地工作，可以修改表的特性化，有两种方式，即对变送器重新进行特性化以及进行数字微调。一般变送器在出厂时已经被特性化了，用户只需修改表的特性曲线来适应自己的标准压力信号。
数字微调分两个步骤进行：第一步为传感器微调，调整变送器输出的数字读数与输入压力相一致；第二步为4-20mA数字微调，对输出级电子部件进行调整。为取得最佳效果，应在稳定的环境下使用高精密仪器进行调校，避免出现对变送器的超量调整，变送器能接收的微调值不超过原来特性化曲线的5%。
传感器微调有两种方法，即量程微调和零点微调，两者的复杂程度不一样，使用时取决于现场的应用情况。
①零点微调
采用零点微调功能，用HART手持通信器校验传感器时，按下述步骤操作：
1)使变送器通大气，并且将手持通信器与测量回路相连。
2)从手持通信器主菜单中选择1Device Setup → 2Diagnostics and Service → 3Calibration → 3Sensor trin→ 1zero trim，准备进行零点微调。
3)遵循手持通信器提供的指令完成零点微调的调整。
②量程微调
采用量程微调功能，用HART手持通信器校验传感器时，按下述步骤操作：
1)将整个校验系统连接安装通电，校验系统包括变送器、HART手持通信器、电源、压力输入源和读数装置。
2)从手操器主菜单中选择1Device Setup → 2Diagnostics and Service → 3Calibration → 3Sensor trim → 2Lower sensor trim，准备进行传感器量程下限微调点的调整。
3)遵循手持通信器提供的指令，完成对量程下限值的调整。
4)重复以上步骤调整量程上限值，用3Upper sensor trim替代步骤中2)的2Lower sensor trim。
量程微调包括传感器下限微调和传感器上限微调，即需要调整测量范围的两个端点值， 使得两点间的各输出值呈线性化。要想得到好的精度，所选的上限和下限值应分别等于或略大于4mA和20mA点。调整时，需要压力源的精度至少3倍于3051C变送器，应用时一定要让压力稳定保持10s后才进行调整。
如果没有精密的压力源，则可以采用零点微调。零点微调为一点调整，调整时3051C变送器必须处于未迁移状态，即偏离真正的零压不超过3%。这种方法在消除由于变送器安装位置带来的影响或补偿差压变送器由于静压引起的零点漂移时很有用，但这种调整保持原有的特性化曲线的斜率。
微调可改变变送器特性化曲线，如果传感器微调不当，或者使用不符合精度要求的设备进行微调，则变送器性能可能降低。
微处理器在处理了传感器的信号之后，输出一个数字量，经过数模转换(D/A)线路把该数字量转换为4-20mA的模拟信号送往信号线。3051C变送器在使用一段时间后或进行了特性化后，可能需要对D/A转换线路进行检查和微调。HART通信器提供了两种D/A微调方式：Digital to Analog Trim(数/模微调)和Scaled D/A Trim(定标数/模微调)。两者是有区别的，前者是调整3051C变送器的4mA和20mA点的模拟输出电流值，使得这两点的模拟输出等于4.00mA和20.00mA；后者是调整4mA和20mA点与用户可选择的参考标尺相对应，而不是与4mA和20mA对应。例如，通过一个250Ω的负载测量，为1-5V；这时如果通过DCS测量，则为0-100%。
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