HART智能仪表在线监控系统的设计与实现

4 HART通信服务器软件

　　与 HART协议通信装置配套的HART通信服务器软件，包括COM 服务器和OPC服务器。COM 服务器实现与HART 网桥的串行通讯，向HART网桥下发对仪表基本信息和过程变量的读取命令，接收并处理HART网桥传上来的仪表过程变量和报警信息；并且支持向下转发特殊的HART协议命令，实现对现场 HART仪表的组态和监控。OPC服务器将现场HART仪表信号传输到OPC服务器工作站。HART Server通讯服务器接口说明见表1所列。

　　HART 协议的命令共包括三种[1]：通用命令，普通命令和特殊命令。通用命令对所有遵循HART协议的智能设备都适用，主要由读制造厂商和设备类型、读主变量值和单位、读动态变量值和主变量电流等；普通命令对大多数HART智能设备都通用，但不是全部，用于常用操作。主要有读选择的过程变量、写主变量量程值、非主变量超限等。特殊命令由具体的HART设备生产厂商针对具体应用而定。COM 服务器提供的大多数组件接口都是基于通用命令，对于普通命令和特殊命令可以通过HartTrans组件的Transfunc接口来直接下发和解析。

　　5 上位机管理软件的结构和功能

　　某石化企业的中控室中，有1台HART仪表通讯柜，1台服务器，2台PC机，各类HART智能仪表200多台。随着企业现代化管理制度建立的逐步深入，通过 HART手操器对智能仪表进行组态和监测已经显得很低效。采用基于Windows—NT平台的SID智能仪表在线诊断与在线管理系统，充分发挥智能仪表的数字通讯和智能化功能，通过网络实现现场实时智能仪表的远程管理、操作和维护，直观全面地反映现场实时设备的状态信息和过程信息。

　　5．1 软件结构

　　智能仪表在线诊断与在线管理系统采用目前较为流行的服务器／客户机（Server／Client）模式，多个客户端可以共享服务器的实时信息，用户可以通过服务器远离现场对智能仪表进行检测和维护。这种模式的特点是专业性强，安全性好，交互能力强。COM 通讯服务器采集数据后，存人指定的数据库中，由应用服务器从数据库中读取实时信息，然后通过客户端进行网络发布。但是采用这种结构也有一定的缺陷，就是不易维护，集成困难。如果应用服务器的仪表视图发生改变，为了保证客户端与应用服务器的仪表视图保持一致性，由客户端直接通过网络下载视图数据进行视图更新，从而避免了客户端软件升级所带来的繁琐。

　　5．2 软件的主要功能

　　根据管理要求，智能仪表在线诊断与在线管理系统应具备的主要功能：现场设备视图模块，能根据智能仪表的生产厂商、设备类型和设备位号组织视图，也能按控制回路组织设备，便于用户了解每台设备的具体位置，还能按设备的网络连接情况组织视图，便于用户了解设备在哪台转换器的哪个接口上；设备访问功能模块主要完成和智能仪表的通讯，获取智能仪表的参数，对智能仪表进行组态，检测设备的实时状态信息；记录审查模块：记录操作人员对现场设备所做的修改操作，包括操作内容的旧值和新值，操作的时间和操作的原因，记录现场设备的报警状态，包括报警的设备、报警的时问和报警的内容，便于管理人员及时做出准确的决策。

　　5．3 传输HART命令的特殊通道

　　COM 服务器已经很好地解决了与一些智能仪表的通讯，但如果智能仪表遵循的HART协议为特殊命令，则必须通过COM 服务器提供的特殊通道才能正常通讯，也就是 HartTrans组件的Transfunc函数。从智能仪表采集上来的数据，最初是二进制的代码。这就需要根据数据链路层的帧格式与IEEE 754标准把数据转化成十进制。但各个HART命令的格式各不相同，所以需要对每条命令进行单独的解析。以1号通用命令为例进行说明。当1号命令通过特殊通道下发到仪表后，返回的数据如下。

　　共有9个字节，每个字节由2位十六进制数组成，其中第1个字节为HART命令号，目前为1号通用命令；第2个字节为从第3个字节开始的字节数；第3个和第4 个字节为本次响应码的校验码；第5个，第9个字节为当前智能仪表的PV值，且满足IEEE 754标准。IEEE 574单精度浮点标准规定如表2所列。