基于现场总线技术的 DCS 应用

3.3 HART 协议智能仪表的应用及设计基础

项目对于 HART 智能设备的应用，主要满足于安全仪表系统的要求，由于安全系统对测量仪表的安全性和可靠性要求高，需要对每个回路进行 SIL 等级的计算。项目中采用满足 SIL 等级要求的 HART协议测量仪表，在传输 4 ～ 20 mA 的信号上叠加了HART 协议的数字信号进行双向数字通信，数据传输率为 1. 2 Mbit/s，采用双绞同轴电缆最大传输距离可达 1 500 m。这样既满足安全系统接收 4 ～ 20 mA 的模拟 信 号 的 需 要，又 借 助 于 PlantWeb 组 件 中 的HART 技术，将 HART 设备中的丰富过程参数信息传送至 DCS 内嵌的资产管理系统中，实现设备的诊断和管理功能。对于 HART 协议仪表测量设备，主要考虑以下几点:

图 3 DP 设备连接及终端电阻图

(1) 每个 HART 仪表都通过一个分配器将信号分成两路，一路 4 ～20 mA 信号接到 ESD 系统，一路接到 DCS，由 DCS 采集 HART 信号。

(2) 如果现场来的信号需要接入 DCS、ESD 系统外的其他子系统，需要串接两个分配器则第一个分配器的输出接入 DCS，以避免叠加在模拟信号上的数字信号失真。

4 结束语

本项目利用基于现场总线的工厂管控网结构的自控系统，成功实现了碳酸二苯酯厂 20 万吨/年到 40 万吨/年的改扩建工程，并将工程的工期由原计划的 28个月缩减为 25 个月，这其中重要的原因之一就是项目采用基于现场总线技术的自控系统方案，这一方案的应用，很明显缩短工程自控设备的安装调试时间，使得工程得以提前开工试运行，为节省人工成本和缩短项目周期发挥了重要作用，为其他类似的工厂构建一个工艺控制自动化、仪表设备智能化、企业管理信息化的现代化工厂提供参考。