橫河流量計 HART 轉 Modbus 通訊測試
HART協定採用基於Bell202標準的FSK頻移鍵控訊號，將振幅為0.5mA的音訊數位訊號疊加在低頻4-20mA類比訊號上，實現雙向數位通信，資料傳輸速率為1.2kbps。由於FSK訊號的平均值為0，因此不會影響傳輸至控制系統的類比訊號幅度，從而確保與現有類比系統的兼容性。在HART協定通訊中，主要變數和控制訊息透過4-20mA訊號傳輸。必要時，還可以透過HART協定存取其他測量、製程參數、設備配置、校準和診斷資訊。
化工廠內有一批儀器的輸出訊號是基於HART協議。使用者需要讀取這些HART儀器的瞬時值和累計值，並透過485閘道進行資料擷取。考慮到介面傳輸問題，現場選用了一款HART轉485轉換器，即鬆茂SM100-B模組。
SM100-B模組可以將HART協定轉換為Modbus RTU協定。單一模組可以連接4個HART儀表。本項目中，一個車間共有10個HART儀表。根據HART協議，一條線路最多可連接15個儀表並相互連接。此時，連接方式與Modbus儀表相同。此類模組需要設定為透明模式，即它直接透過電腦發送HART訊息與總線上的儀表通信，但後端協定訊息需要自行解析。
該儀器需要讀取一個瞬時值和一個累積值。儀器品牌為橫河馬達（YOKOGAWA），如下圖所示：
儀器背面的接線圖如圖所示：
資料讀取
1.設備位址讀取
並非所有 HART 儀器都能同時連接。首先，需要連接一個 HART 表。在透明工作模式介面中設定 HART 儀器的位址。所有資料上傳完畢後，斷開第一個儀器的連接，並設定第二個儀器的 HART 位址。每個儀器都經過這兩個步驟後，它們應該都連接在同一條線上。這裡要特別注意的是，如果連接多個 HART 儀器，則 HART 位址需要從 1 開始設定。
連接到485串口後，點選【查詢儀器參數】，選擇對應的儀器編號，即可取得設備參數，主要是設備位址，用於後續資料查詢。實際資訊如下：
請求訊息：FF FF FF FF FF FF FF FF 02 80 00 00 82
回傳訊息：FF FF FF FF 06 80 00 18 00 40 FE 37 20 05 07 01 01 00 00 B4 F1 86 05 05 00 33 00 00 37 00437 01 C
回覆訊息分析：
短幀用於命令 0，之後通常使用長幀命令格式。
1.設定輪詢地址
如果多個儀器設備並聯連接到同一線路上，則需要設定輪詢位址。設定完成後，線路上的類比訊號電流將固定為最小值 4mA。在本例中，我們將其設為 02。
發送 FF FF FF FF FF FF FF 82 37 20 B4 F1 86 06 01 02 53
返回 FF FF FF FF 86 37 20 B4 F1 86 04 00 48 02 00 1A
2.讀取一般變數數據
透過使用指令 3 來取得基本變數數據，我們只需要瞬時值和累積值。
發送：FF FF FF FF FF FF FF 82 37 20 B4 F1 86 03 00 55
回：FF FF FF FF 86 37 20 B4 F1 86 03 1A 00 40 40 82 F6 BF 13 3E CF 78 1F 2B 41 62 5B D4 2B 00 00 00 00 00 0000
回覆訊息分析
