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什么是HART協(xié)議?

2017-10-16

  HART(Highway Addressable Remote Transducer),可尋址遠程傳感器高速通道的開放通信協(xié)議,是美國ROSEMOUNT公司于1985年推出的一種用于現(xiàn)場智能儀表和控制室設(shè)備之間的通信協(xié)議。
  70年代中期,工業(yè)過程控制儀表發(fā)展成為統(tǒng)一的兩線制4~20mA 標準信號,促進了工業(yè)過程控制系統(tǒng)的發(fā)展。但是從80年代開始,隨著微電子學的發(fā)展,大量含有微處理器的智能變送器、控制器和集散系統(tǒng)(DCS)得到了普遍應(yīng)用?,F(xiàn)場設(shè)備與控制室自動化設(shè)備間需要傳輸?shù)男畔⒘恳布眲≡黾印?br />   由于原有的4~20mA模擬電流回路,只能在一根兩芯電纜中單向傳輸一個參數(shù),已經(jīng)不能適應(yīng)這種要求,所以在現(xiàn)場設(shè)備和控制系統(tǒng)之間,迫切需要一種全數(shù)字化的、雙向、多變量的通信規(guī)程,來代替現(xiàn)有的4~20mA模擬傳輸方式,HART協(xié)議是一種由模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)變過程中的過渡協(xié)議,即它可以在提供現(xiàn)場總線的優(yōu)越性的同時,保留對現(xiàn)有4~20mA 系統(tǒng)的兼容性。
  HART協(xié)議采用基于Bell202標準的FSK頻移鍵控信號,在低頻的4~20mA模擬信號上疊加幅度為0.5mA的音頻數(shù)字信號進行雙向數(shù)字通訊,數(shù)據(jù)傳輸率為1.2kbps。由于FSK信號的平均值為0,不影響傳送給控制系統(tǒng)模擬信號的大小,保證了與現(xiàn)有模擬系統(tǒng)的兼容性。在HART協(xié)議通信中主要的變量和控制信息由4~20mA傳送,在需要的情況下,另外的測量、過程參數(shù)、設(shè)備組態(tài)、校準、診斷信息通過HART協(xié)議訪問。
  HART通信采用的是半雙工的通信方式,其特點是在現(xiàn)有模擬信號傳輸線上實現(xiàn)數(shù)字信號通信,屬于模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)變過程中過渡性產(chǎn)品,因而在當前的過渡時期具有較強的市場競爭能力,得到了較快發(fā)展。HART規(guī)定了一系列命令,按命令方式工作。它有三類命令,第一類稱為通用命令,這是所有設(shè)備都能理解和執(zhí)行的命令;第二類稱為一般行為命令,所提供的功能可以在許多現(xiàn)場設(shè)備(盡管不是全部)中實現(xiàn),這類命令包括最常用的的現(xiàn)場設(shè)備的功能庫;第三類稱為特殊設(shè)備命令,以便于工作在某些設(shè)備中實現(xiàn)特殊功能,這類命令既可以在基金會中開放使用,又可以為開發(fā)此命令的公司所獨有。在一個現(xiàn)場設(shè)備中通??砂l(fā)現(xiàn)同時存在這三類命令。
  HART采用統(tǒng)一的設(shè)備描述語言DDL?,F(xiàn)場設(shè)備開發(fā)商采用這種標準語言來描述設(shè)備特性,由HART基金會負責登記管理這些設(shè)備描述并把它們編為設(shè)備描述字典,主設(shè)備運用DDL技術(shù)來理解這些設(shè)備的特性參數(shù)而不必為這些設(shè)備開發(fā)專用接口。但由于這種模擬數(shù)字混合信號制,導致難以開發(fā)出一種能滿足各公司要求的通信接口芯片。HART能利用總線供電,可滿足本質(zhì)安全防爆要求,并可組成由手持編程器與管理系統(tǒng)主機作為主設(shè)備的雙主設(shè)備系統(tǒng)。
  HART裝置提供具有相對低的帶寬,適度響應(yīng)時間的通信,經(jīng)過10多年的發(fā)展,HART技術(shù)在國外已經(jīng)十分成熟,并已成為全球智能儀表的工業(yè)標準。
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(深圳計為自動化技術(shù)有限公司研發(fā)中心2017年10月16日發(fā)布)

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