上海泗博HART转Modbus RTU网关HTM-611在山东某石化项目上的应用

摘 要：2012年以来，受国内外经济增长减速、外需不足、内需不旺等因素的影响，我国精炼石油产品制造业生产放缓，运行难度增加，销售、收入、利润等指标均出现不同程度的调减与下滑。同时，伴随着中国劳动力薪酬的增长和人民生活水平的提高，如何减少人工成本的投入，提供劳动生产率，降低日常生产事故等问题，对于企业的长久健康发展就显得尤为重要了。

为了满足时代发展的需求，企业生产线正在逐步向数字化、智能化、网络化靠拢，这就对控制系统提出了严格的要求。上海泗博的HTM-611就可以很好的解决石化行业各现场的电磁流量计（E+H型号55S）与OVAtiON系统的通讯问题。

关键词：石化  HART  电磁流量计  HTM-611  OVATION

1. 控制系统框架

整个网络监控系统包括了三个部分：分散控制管理系统OVATION、HART协议电磁流量计、HTM-611协议转换网关。系统结构框图如下：

图1 系统框架图

2. OVATION控制系统介绍

集散控制系统OVATION是一系列完全的、成熟的分散控制管理系统，具有强大的全厂性过程管理控制，可完成过程控制、数据采集、过程管理和信息处理功能。在国外，已有几千套WDPF/OVATION在各领域成功地运行；在国内，已有300多套WDPFII/OVATION广泛应用于电力、冶金、石油化工、建材、轻工等行业。可为工厂自动化、能源优化、综合利用、环境保护等提供实用化的集散管理控制系统和各种系统服务。

3. 电磁流量计介绍

电磁流量计是高精度、高可靠和使用寿命长的流量仪表。随着计算机技术迅速发展，石油化工仪表自动控制系统也逐渐向数字化、网络化、模型化、智能化方向发展。石化企业在发展现有信息系统的基础上，不断深化企业综合自动化系统，加强安全控制系统的应用，提高企业基础自动化和先进控制水平，以增强企业的市场竞争力。

为适应现场总线控制系统要求，现场总线型变送器获得了迅速发展。目前市场上很多自主品牌的变送器都采用了HART协议，如霍尼韦尔、ABB、横河、艾默生、E+H等。与过去的模拟信号通讯相比，如今采用HART信号通讯，大幅提高了监控数据的精确度。

该项目使用的是德国E+H，型号55S的电磁流量计

4. HTM-611网关介绍

HTM-611是一款实现HART协议转Modbus协议的通信网关。可以实现最多15台HART仪表同时与Modbus主站进行数据通讯。

HTM-611支持HART协议版本5~7，可以支持所有的HART命令。拥有配套的配置软件HT-123，用户可以根据实际需求进行相关参数配置。同时HTM-611在串口侧既支持Modbus主站进行请求访问，也支持串口直接发送Hart请求帧。

5. 现场应用分析

现场通讯需求

现场用户需要将E+H的电磁流量计的累计流量和瞬时流量值在艾默生的OVATION控制系统中显示出来，进行实时监控现场情况。

现场设备布局

现场有6个厂区，每个厂区有4台E+H的流量计，每个流量计之间的距离在40m左右，中控室与流量计的最远距离在450m左右。现场布有HART总线，HTM-611安装在中控室。

4台流量计与HTM-611采用并联接法：4台流量计的HART正均连接到24V电源正，4台流量计的HART负均连接到HTM-611的LOOP+，HTM-611的LOOP-连接到24V电源的负。

HTM-611的参数配置

根据客户需求，只需要给HTM-611的HART口配置4个节点（节点号即HART流量计的设备ID号），并且每条节点下都配置一条“命令号3”，并且将接收数据长度设定为“26”即可；在HTM-611的串口

侧，需要配置成Modbus从站，并且串口参数需要跟OVATION控制系统的Modbus RS485串口保持一致。具体配置界面见下图：

图2 现场总线配置界面

图3  HART总线配置界面

图4 HART命令配置界面

HTM-611在该系统中的作用

在该系统中，HTM-611作为一个中间转换模块，扮演了两个不同的角色：

Ø 角色一、HTM-611在HART侧，作为一个HART主站设备，采用轮询的请求方式主动向HART总线发送HART请求帧，并且将HART仪表返回的HART响应帧进行数据解析并且存储到HTM-611的内部缓存区（即配置软件中涉及的接收数据内存地址）

Ø 角色二、HTM-611在串口侧，作为一个Modbus从站设备，与OVATION控制系统进行数据交换。OVATION控制系统发送Modbus请求帧，HTM-611在接收到正确的Modbus请求帧后，会将内部缓存区的最新数据以Modbus响应的格式返回给OVATION控制系统

6. 结束语

目前该系统已运行一年多的时间，未出现任何系统及硬件故障。在整个监控系统中，HTM-611作为通讯的桥梁，其稳定的产品性能保障了OVATION控制系统对现场各流量计的监控，达到了用户的最终目标。