什么是HART通訊協(xié)議技術(shù)以及對于工業(yè)自動化的好處

如今，各種類型的智能現(xiàn)場設(shè)備已用作工業(yè)自動化系統(tǒng)的一部分。上海自動化儀表有限公司對于現(xiàn)場工程師或主管部門而言，監(jiān)視工廠中安裝的每個設(shè)備將非常困難。通常使用智能設(shè)備來實現(xiàn)這種類型的監(jiān)視，這些設(shè)備可以在工廠內(nèi)外的各種連接的設(shè)備之間將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鞅O(jiān)視系統(tǒng)。該數(shù)據(jù)用于簡化工廠自動化和過程控制。幾年來，數(shù)據(jù)通信是通過4-20 mA回路變送器完成的。在兩線制回路系統(tǒng)上，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為4-20 mA電流。該系統(tǒng)的主要缺點是，它在任何時候都只能監(jiān)視一個過程變量。這是啟用HART的智能設(shè)備（例如HART變送器）的位置可以有所作為。如今，HART協(xié)議已成為工業(yè)自動化的行業(yè)標準。這篇文章分析了HART協(xié)議，其工作原理，優(yōu)勢以及您想了解的所有其他信息。

什么是HART技術(shù)？

HART是“公路可尋址遠程傳感器”的縮寫，該技術(shù)于1980年代引入。HART協(xié)議建立在Bell 202標準之上，有助于通過模擬接線系統(tǒng)進行數(shù)字數(shù)據(jù)或信號傳輸。如今，全球有超過3千萬的設(shè)備采用HART協(xié)議。由于其各種優(yōu)點，HART協(xié)議已成為在主機系統(tǒng)和智能現(xiàn)場設(shè)備之間建立通信的行業(yè)標準。主機系統(tǒng)可以是手持通信器或監(jiān)視系統(tǒng)，也可以是PLC / DCS系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的4-20mA協(xié)議不同，HART技術(shù)是一種雙向通信協(xié)議。該協(xié)議如何工作？閱讀下一節(jié)以了解答案。

HART通信協(xié)議如何工作？

如前所述，HART技術(shù)建立在Bell 202標準的基礎(chǔ)上，并基于頻繁換檔鍵控（FSK）原理工作。數(shù)字HART信號由1200 Hz和2200 Hz兩個頻率組成。1,200 Hz信號表示位1，2,200 Hz信號表示位0。當(dāng)這些頻率的正弦波疊加在DC模擬信號電纜上時，將進行數(shù)據(jù)傳輸。在此傳輸期間，由于FSK信號的平均值等于零，因此不會影響4-20 mA信號。通常，HART協(xié)議可以通信1200 bps，而不會干擾4-20mA信號。這使主機應(yīng)用程序能夠在一秒鐘之內(nèi)從智能設(shè)備接收兩個或三個數(shù)字更新。HART協(xié)議一次支持兩個通信通道–4-20 mA模擬信號和數(shù)字信號。數(shù)字信號可以是任何信息，例如設(shè)備的運行狀態(tài)，診斷信息，任何測量值等。

HART技術(shù)被區(qū)分為主/從協(xié)議，因為從設(shè)備（智能設(shè)備）僅在將主設(shè)備（計算機或任何其他主機設(shè)備）連接到其后才能工作。該協(xié)議有兩種使用模式，下一部分將詳細討論。

多年來，稱為HART的無線HART技術(shù)已經(jīng)普及。該技術(shù)不需要連接電纜，而是利用了數(shù)字參數(shù)范圍。它已成為工業(yè)自動化的非常好個無線通信標準。

HART通信協(xié)議有哪些模式？

啟用HART的設(shè)備可以在以下兩種網(wǎng)絡(luò)配置中進行操作：

點對點：

在這種配置中，傳統(tǒng)的4-20 mA信號用于定義一個變量，而其他重要的過程變量將通過HART協(xié)議通過數(shù)字信號進行通信。通過這種方式，HART數(shù)字信號可以訪問次級變量以及與調(diào)試，維護和診斷等有關(guān)的重要數(shù)據(jù)。HART協(xié)議非常多可以支持兩個主機-主主機和輔助主機。主要主機可以是可編程邏輯控制器（PLC），分布式控制系統(tǒng)（DCS）和個人計算機（PC）。

輔助主機可以是任何PC或手持終端。變送器，控制器和執(zhí)行器是通常連接到主要或輔助主設(shè)備的一些從屬設(shè)備。主要和次要主設(shè)備不會互相干擾。

多點：

這是一種突發(fā)通信模式，其中僅一個從設(shè)備用于廣播HART回復(fù)消息。這種HART通信模式僅使用一對電線。如果可能，還可以添加輔助電源和安全屏障。所有過程變量均以數(shù)字方式傳輸。此模式下的所有現(xiàn)場設(shè)備的輪詢地址均大于0。電流固定為4-20 mA。

使用HART協(xié)議進行工業(yè)自動化有什么好處？

啟用HART的設(shè)備允許用戶：

充分利用設(shè)備數(shù)據(jù)來優(yōu)化其操作能力。

通過在潛在問題發(fā)生之前識別出潛在的問題，從而非常大程度地減少由于設(shè)備故障引起的停機時間。

減少設(shè)備維護和庫存成本。

減少問題識別和問題解決之間的等待時間。

通過高級診斷提高SIL /安全完整性級別。

出于合規(guī)目的自動保存記錄。

由于其日益普及，自引入以來，該協(xié)議已進行了多次更新。經(jīng)常對其進行更新，以確保向后兼容。如前所述，啟用HART的變送器，尤其是HART壓力變送器，已在各種過程工業(yè)中廣泛用于壓力測量。上海自動化儀表有限公司的壓力變送器被配置為HART通信以實現(xiàn)期望的性能。