[发明专利]一种HART回路故障诊断仪及诊断方法

权利要求书

1.一种HART回路故障诊断仪，其特征在于，包括一台手持式设备、一个诊断模块和一个测试接口，诊断模块包括功能电路、通信接口、功能选择电路、微处理器单元、供电单元，手持式设备与诊断模块中微处理器单元通过通信接口进行实现数据传输，微处理器单元输入输出口接功能电路，微处理器单元输出控制信号到功能选择电路，功能电路通过功能选择电路接测试接口，测试接口在诊断过程中连接到HART回路中需要诊断的位置，供电单元为各个电路供电，功能电路包括HART通信主站电路、HART通信从站电路、恒压输出电路、恒流输出电路、直流电压测量电路、交流电压测量电路、直流电流测量电路、电阻值测量电路。

2.一种HART回路故障诊断方法，包括HART回路故障诊断仪，其特征在于，将将HART回路诊断仪与HART回路中的至少一个组件相并联，或替代至少一个组件串联到HART回路中，实现对HART回路及现场仪表的故障诊断，HART回路故障诊断仪内部的微处理器单元对通信接口上从手持式设备接收到的数据进行解析，控制功能选择电路中各个功能开关的通断并向各功能电路发送或接收数据，各功能电路通过功能选择电路对应的开关接HART回路测试点，实现HART回路各项故障的诊断，测试结果微处理器单元按照与手持式设备之间对于通信数据格式的约定整理为既定格式。

3.根据权利要求2所述HART回路故障诊断方法，其特征在于，所述HART回路故障诊断中回路连接诊断，首先将故障诊断仪代替现场设备接入回路，接通恒压输出电路通过恒流输出电路输出0～22mA之间任意大小的电流信号，在HART回路中DCS主站一侧观察接收到的电流，根据接收到的电流与诊断仪输出的电流是否一致诊断当前回路的连接情况及DCS主站的工作状态，然后将诊断仪配置为HART通信从站模式，让HART回路中HART主站向诊断仪发送HART通用及常用命令，根据HART主站能否接收到正确的响应报文判断HART主站的工作状态。

4.根据权利要求2所述HART回路故障诊断方法，其特征在于，所述HART回路故障诊断中电源端对接地点电压诊断，首先将现场设备从回路中断开，然后接通诊断仪的直流测量电路、交流电压测量电路依次测试电源+端与接地点、电源-端与接地点之间电压的大小和形式，如果测量得到的电压超出允许的范围，则认为回路中存在此项故障。

5.根据权利要求2所述HART回路故障诊断方法，其特征在于，所述HART回路故障诊断中现场设备工作状态及回路阻抗诊断，首先将诊断仪连接在现场设备输入电源+端与输入电源-端之间，将HART主站通信电路设置为固定电流输出I1=22mA，然后接通诊断仪的直流电压测量电路，读取电源+端与电源-端之间当前的直流电压值V1，若V1大于现场设备正常工作所需要的最小电压，认为现场设备的工作状态正常；反之认为现场设备无法正常工作，然后，再次将诊断仪的HART主站通信电路输出电流调低为I2=12mA，并再次读取电源+端与电源-端之间当前的直流电压值V2，在V1大于正常工作所需最小电压的情况下，可以根据数据计算回路阻抗R_LOOP=-(V1-V2)/(I1-I2)，若阻抗小于230Ω或大于600Ω，认为回路阻抗不符合规范。

6.根据权利要求2所述HART回路故障诊断方法，其特征在于，所述HART回路故障诊断中输出模拟电流精度诊断，诊断时首先将现场设备的输入电源-端从回路中断开，并将诊断仪的HART主站通信电路并联在现场设备的电源+-两端，诊断仪的直流电压测量电路并联测试电阻R_test两端后接现场设备的输入电源-端和接地端，然后，诊断仪的HART主站通信电路设置4mA固定电流输出，同时诊断仪的直流电压测量电路采集测试电阻R_test两端的电压并转换为现场设备输出的模拟电流，从而比较判断其精度。

7.根据权利要求2所述HART回路故障诊断方法，其特征在于，所述HART回路故障诊断中电源噪声诊断，诊断仪的交流电压测量电路通过滤波器组接现场设备输入电源+端与电源-端，滤波器组包括不同通带频率的滤波器，通过滤波器的选通，交流电压测量电路测量经过不同频段滤波的现场设备输入交流电压的大小，判断电源噪声。