摘 要：现代工业设备已经呈现数字化、网络化和自动化，现场的总线技术可以节约费用，使得操作变的灵活等，所以现在已经成为了公认的发展方向，所以对于DCS接口卡的远程进行修改，使得现场符合HART协议的智能仪表单位、量程等，本文主要分析HART协议的特点和HART协议在DCS接口卡设计上的应用。 关键词：HART协议 DCS接口卡 应用
根据HART协议的DCS接口卡的硬件和软件设计，我们对其进行过研究分析，了解DCS-HART接口卡的功能和它的工作过程，让我们更好的知道DCS接口卡是怎样对现场仪表进行控制操作的。
一、HART协议
HART科洛奇尼协议是远程传感器高速通道的开放协议，它采用的是半双工通信方式，在原有的模拟信号传输上进行数字信号的通信，这种将模拟信号转变为数字信号的系统得到了快速的发展，它设定了一系列的命令其中有通信命令、行为命令、特殊设备命令，这三种命令可以同
时出现在一个设备中 。
二、DCS-HART接口卡的硬件设计
DCS-HART接口卡的工作程序，是由MPU对串行口2和DCS通讯，经过串行口1和现场仪表进行通讯，根据卡件的工作状态进行控制信号的输出来决定DC＼DC器件向通讯线的供电。MODEM将MPU输出的数字信号转变为HART协议的物理层信号，从MODEM向通讯链路发送的波形和在链路上接收到的波形要进行放大、驱动。变压器使得DCS-HART接口卡和通讯链路发生了耦合作用，将HART协议产生的物理层信号进行叠加，加到要进行采样的电阻上，采样电阻是电压mb402/电流的转换器件，它将HART协议产生的物理层信号转化成电压信号，而DC/DC器件主要是用于向通信链路进行隔离供电。
三、软件设计
1.能够保证DCS和现场仪表的通讯
HART协议对于通讯波特率的规定实际上只有1200bps，它不可能在一次中断完成命令的接受/发送，所以在HART仪表的通讯中断中，每次只接收/发送一个字节，根据接受/发送的状
态进行字节的成帧，这样进行的中断需要耗费的时间仅有几百个微秒，每两个字节发送的时间间隔是甜菜安宁9.167ms，这是两次通讯程序的中断时间间隔。
如果在DCS串行口中断执行时产生HART通讯中断，可以在DCS中断程序退出后进行HART程序的中断。如果在HART的串行口进行中断时有DCS通讯中断发生在结束HART中断后，再进行DCS中断。
2.有随时插随时用的功能
接口卡的这个功能可以分为两个含义：（一）接口卡可以随时对下位仪表的在线状态进行检测，并将检测结果报告给用户。（二）接口卡可以将下位仪表的数据进行读取或者是对下位仪表发送用户设置的参数。
用户他们不需要在DCS操作台上对每台仪表的信息进行组合，通电开始，卡件就会依次的对每台设备进行地址的查询，并收集每一台设备的管理信息，把这些收集到的信息保存到设备管理的缓冲区域中，方便DCS进行查询。根据下位机的在/离线状态实时数据就会在50ms一次中报告给DCS，所以用户想要观察到画面中的每一路现场仪表的在线状态可以在DCS的操作站台上进行查看[1]。
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3.在DCS的结构上实现了对HART仪表的网络管理
DCS对于HART网络的管理存在不足之处，那就是在通讯结构上是进行的主从式通讯，通讯的层次相对较多，通讯的速率也比HART楼钟协议规定的1200bps快的多的多。
由于现场仪表的上/离线情况是突发性的，所以当接口卡检测到这种事情的发生后就会自动的将事件上报给DCS的室内操作台，而主从式的通讯结构是不能完成这样的上报事件的，由于这种事件的信息量不是很大，所以只需要很少的字节就可以将全部现场仪表的在线状态表达出来，所以，这种信息可以放到实时数据里发送给操作[2]。
为了使现现场仪表中的信息得以保存，操作台要发布4次的数据命令，才能使得每一层的信息得以更新，第4次收到的信息才是最新的现场仪表组态信息。
4.HART协议的通讯速度问题
HART协议发送一个字节需要9.167ms，在HART协议中一个很简单的命令就有十几个字节，而对于下位机的响应又有二十几个字节，要完成一次通讯命令要花去将近半秒钟的时间。所以轮询4台下位机要花去2s的时间，DCS和接口卡的实时数据通讯时间对于2s来说
可以是忽略的，也就是说实时数据可以在两秒内进行一次更新，如果发生DCS下达命令，实时数据的更新就会增加时间。在完成对4台仪表5遍的实时数据检测，平均响应时间为最大的响应时间一半，也就是5s[3]。
四、小结
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DCS接口卡中HART协议的应用，在一定的程度上减少对现场仪表的维护工作，还节约了材料。DCS接口卡初步的实现了对现场仪表的网络化管理，DCS-HART接口卡现场仪表的总线进行了功能的集成，对于DCS接口卡进行对现场仪表系统的完全控制可以慢慢的进行探索。
参看文献
[1] 张桢，牛玉刚. DCS与现场总线综述[J].电气自动化. 2013（01）.
