艾默生HART 475手操器的应用技术
在工业自动化，尤其是流程工业自动化中，工业界普遍使用的是基于4-20mA模拟信号传输的系统，也就是现场的仪表的数据是通过4-20mA的模拟信号集成到控制系统系统中的，这显然是过于落后，因为4-20mA模拟信号，只能传输一个变量，一般是过程值，也就是现场采集的数值，至于这个数值是否正确，如果不正确，是哪些故障可能导致了这个错误，是完全没有办法获得的。类似于我们之前访问Internet使用的拨号上网的Modem，在工业上也有类似的解决方案，即在原有的模拟信号之上，通过调制解调的方法，实现数字信号的传输。一般来说，这种传输的速率都很慢，但是因为其应用可靠，并且可以和原有的模拟系统兼容而广泛使用。这种同学协议就是HART协议，其已经成为工业数字通信的全球标准。目前，有超过90％的所有“智能仪表”都支持HART通讯。在工业自动化领域中，HART协议已经成为智能仪表应用中的标准协议，它采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号，测量过程中在4~20mA的模拟信号上叠加一个0.5mA的音频数字信号进行双向数字通讯。
而由于HART通信速率慢，一般来说，现场仪表的数据的配置，还是通过HART手操器这种设备来完成的。HART手操器是一种便携式的终端。使用它几乎可用来完成所有的HART现场仪表检修调试工作，包括故障诊断，日常检修，开车调试，校准等。自面市以来，275、375和475等每一代产品都是现场通讯行业的领跑者，在市场上占据着主导地位，广泛应用于钢铁、石化、电力、冶金等行业。
目前使用最广泛的HART手操器产品是美国罗斯蒙特公司生产的，上一代产品是大家耳熟能详的475手操器，于2009年首次推出便迅速成为工业过程领域最成功的手持式通讯器之一，其为Hart及FF设备的组态和维护带来了极大的便利。2016年10月，艾默生推出了新一代的手持式通讯器AMS TREX。
HART手操器通过HART协议与现场智能仪表及定位器进行通讯，实现在线参数设置，维护和故障排除，具有便携、高效的特性。一般来说，HART手操器主要由触摸屏、功能按键以及电池等组成。
HART手操器的连接：使用HART专用通讯线，一端插入手操器通讯接口，另一端连接到现场智能变送器的接线端子上或回路中的任何接线端子上。一般现场使用较多的是的第二种接法，把HART手操器通讯线的红线和黑线分别接到智能变送器的正负端子上。
回路中的电阻要求大于250Ω并需要有18V以上供电（推荐24V）。如果回路电阻达不到250Ω，则无法进行HART通信。一般在回路中串联一250Ω电阻即可。
下面举例说明使用HART手操器在现场完成不同仪表的组态应用
⑴全厂智能变送器多以Rosemount为主。支持HART协议的智能压力（差压）变送器适用于聚氯乙烯生产过程中的压力、流量和液位等过程控制参数的测量，将压力、流量和液位信号转换成4~20mA的模拟信号。HART 475的通讯连接和组态应用不影响智能变送器整个控制回路的测量和数据传递。
①实时过程变量的查看。当HART 475和现场智能变送器连接后，进入HART组态界面，点击进入[Online（在线）]→[Over⁃view（在线视图）],就可以看到包括设备设置、测量值（PV）、模拟输出（AO）、百分比、PV下限值（LRV）、以及 PV上限值（URV）等参数，以便我们了解仪表的基本设置和工况。
②设备位号的编辑，单位的选择，阻尼，上下限的修改。[Online]→[Configure（组态）]→[Guided Setup（设置引导）]→[Ba⁃sic Setup（基本设置）]，找到[位号]进行仪表位号编辑；找到[Units]就可以选择正确的单位；找到[阻尼]修改阻尼时间，选择范围0~0.8s，通过修改阻尼时间可以减少流体的不平衡因素（比如液面的波动等）对控制的干扰；找到[Upper Range Value（上限值）]和[LowerRangeValue（下限值）]修改合适的上限和下限，特别是法兰式差压（液位）变送器的正负迁移，在量程确定的情况下计算出正确的迁移量，设置上限值和下限值来满足工艺控制要求。
③压力变送器标零，校验。在实际使用中，经常出现零点漂移。首先，关闭高、低压室阀门，打开平衡阀和排泄阀，使变送器测量膜片处于大气压零压。校验双法兰差压液位变送器时，必须要保证两个法兰放在同一个平面上。[Configure]→[Guided Setup]→[Zero]，就完成可以标零，校验。
④信号输出关系线性或开方的设置。差压流量变送器为了满足测量要求，会选择开方的的输出。[Configure]→[ManualSetup]→[ProcessVariables]→[Transfer Function]，线性关系选择[线性]；开方关系选择[Sq root]。
⑤回路测试。现场仪表打点，回路测试是开车前必须进行的一项工作。[Online]→[Service Tools]→[Simulate]→[Loop Test（回路测试）]。分别输入4mA，8mA，12mA，16mA，20mA检查输出与中控显示值是否一一对应。
⑥参数修改完成，一定要点击[发送]，发送成功才能生效。
⑵在检定温度变送器的实际使用中，经常会遇到一体化温度变送器配阻和配偶进行互换的情况，一般现场使用热电阻和热电偶温度传感器，我们都可以使用HART 475对温度变送器进行适配设置以及量程等参数设置，以便满足生产过程测温需求。
①温度变送器输入分度号的选择。[Configure]→[Snsr]→[Snsrprobe type]，选择被使用的热电阻或热电偶实际的分度号。
②温度变送器的特别设置。多数温度变送器只要选择[URV]，[LRV]就可以进行量程的修改。但某些品牌的温度变送器无法直接修改量程时，可以找到[Current output（电流输出）]，须分别输入4mA对应的下限值和20mA对应的上限值即可。
⑶智能定位器是气动阀门的主要附件，把4~20mA的模拟电信号转变成驱动气动阀门动作的20~100KPa的气信号，是生产过程自动化控制必不可少的智能仪器。FISHER DVC6200系列定位器无按键设计，支持 HART协议，采用无接触磁感应连接，适应于聚氯乙烯化工生产的腐蚀、甲级防爆区等场所。
①自动整定。FISHER DVC6200首次安装使用或者维修后，必须自整定后才能正常使用。首先选择模式与保护，[On⁃line]→[Configure]→[Calibrate] →[TravelCalibrate]→[AutoCali⁃brate]→[Not In Service]；此时会出现“Please wait...”，选择[Contin⁃ue]，阀门进行自动整定无需任何操作，直到出现“Auto Tvl Calib has completed”点击[OK]，此步骤完成后有提示框，选择[In Ser⁃vice（投入状态）]，点击[输入]，自整定过程完成。
②输入特性的设置。首先也要在[ModeandProtection]→[ChangeInstrument]→[Not In Service]，改成非投入状态；如果直接进入此后的操作，便无法进行输入特性设置。[Detailed Set⁃up]→[ResponseControl]→[InputCharacterization]，便会出现Lin⁃ear(线性)、Equal％(百分比）、Quick Open（快开）、Custom（自定义）四个选项，在聚氯乙烯化工生产控制中，更多选择Equal％(百分比）更有利于过程自动控制。