分布式控制系统（DCS）系列：Emerson DeltaV (用于石油和天然气行业)_（8）.DeltaV与现场设备的通信协议.docx

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DeltaV与现场设备的通信协议

在石油和天然气行业中，分布式控制系统（DCS）如EmersonDeltaV需要与各种现场设备进行通信，以实现对生产过程的实时监控和控制。本节将详细探讨DeltaV与现场设备的通信协议，包括HART、Modbus、Profibus、FoundationFieldbus等常见协议的原理和应用。

HART通信协议

原理

HART（HighwayAddressableRemoteTransducer）协议是一种数字通信协议，它在4-20mA模拟信号的基础上叠加了数字信号。HART协议可以实现在同一根电缆上同时传输模拟和数字信号，这使得现场设备和控制系统的集成更加方便。

内容

HART协议的主要特点包括：

兼容性：HART协议支持现有的4-20mA模拟信号，因此可以在不更换现有布线的情况下进行升级。

多点通信：HART协议支持主设备和多个现场设备之间的通信。

命令集：HART协议定义了一套标准的命令集，用于设备配置、诊断和数据传输。

双向通信：HART协议支持双向通信，可以同时发送和接收数据。

例子

假设我们有一个HART智能压力变送器，需要通过HART协议从DeltaV系统中获取其当前的压力值和诊断信息。

配置HART设备

在DeltaV系统中，配置HART设备需要以下几个步骤：

连接设备：将HART智能压力变送器连接到DeltaV系统的I/O模块。

配置模块：在DeltaV系统中配置相应的HARTI/O模块，指定设备的地址和通信参数。

配置控制策略：编写控制策略，通过HART协议读取和写入设备数据。

代码示例

以下是一个简单的示例，展示如何在DeltaV系统中通过HART协议读取压力变送器的数据。

#导入HART通信库

importhart_library

#定义HART设备的地址

device_address=1

#初始化HART通信模块

hart_module=hart_library.HARTModule(device_address)

#读取压力值

defread_pressure(hart_module):

#发送标准命令01（读取主要变量）

command_01=hart_library.Command01()

response=hart_module.send_command(command_01)

#解析响应数据

pressure_value=response.parse_primary_variable()

returnpressure_value

#读取诊断信息

defread_diagnostic_info(hart_module):

#发送标准命令02（读取设备状态）

command_02=hart_library.Command02()

response=hart_module.send_command(command_02)

#解析响应数据

diagnostic_info=response.parse_device_status()

returndiagnostic_info

#主程序

if__name__==__main__:

#读取压力值

pressure=read_pressure(hart_module)

print(f当前压力值:{pressure}Pa)

#读取诊断信息

diagnostic_info=read_diagnostic_info(hart_module)

print(f设备诊断信息:{diagnostic_info})

描述

hart_library：这是一个假设的HART通信库，用于发送和接收HART命令。

device_address：HART设备的地址，通常由设备制造商提供。

HARTModule：HART通信模块的类，用于管理与设备的通信。

Command01：HART标准命令01，用于读取主要变量（如压力值）。

Command02：HART标准命令02，用于读取设备状态（如诊断信息）。

send_command：发送HART命令并接收响应的方法。

parse_primary_variable和parse_device_status：解析响应数据的方法，分别用于获取压力值和诊断信息。

Modbus通信协议

原理

Modbus是一种串行通信协议，