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備之間的通信協(xié)議。 HART裝置提供具有相對低的帶寬,適度響應時間的通信,經(jīng)過10多年的發(fā)展,HART技術在國外已經(jīng)十分成熟,并已成為全球智能儀表的工業(yè)標準。
1、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,這是所有設備都理解、都執(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)場設備的功能庫;第三類稱為特殊設備命令,以便于工作在某些設備中實現(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)場設備中通常可發(fā)現(xiàn)同時存在這三類命令。
HART采用統(tǒng)一的設備描述語言DDL?,F(xiàn)場設備開發(fā)商采用這種標準語言來描述設備特性,由HART基金會負責登記管理這些設備描述并把它們編為設備描述字典,主設備運用DDL技術來理解這些設備的特性參數(shù)而不必為這些設備開發(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)主機作為主設備的雙主設備系統(tǒng)。
HART技術是個主/從協(xié)議,這意味著,只有當主設備發(fā)出信號時,智能現(xiàn)場(從)設備才會發(fā)送信號。HART協(xié)議可在多種模式下使用,如點到點或者多點模式,在智能現(xiàn)場儀表和中央控制或監(jiān)測系統(tǒng)之間傳輸信息。
HART通信發(fā)生在兩個具有HART功能的設備之間,通常是智能現(xiàn)場設備和控制或監(jiān)測系統(tǒng)之間。通信使用標準的儀器級電纜,并且使用標準的接線和終端處理方式。
HART協(xié)議提供兩個同步通信通道:4 - 20mA模擬信號和一個數(shù)字信號。4 - 20mA信號利用4 - 20mA的電流回路 – 它是最快和最可靠的業(yè)界標準,來傳輸主要的測量值(在現(xiàn)場儀表的情況下)。另外,HART利用疊加在模擬信號之上的數(shù)字信號,來傳輸其它的設備信息。
數(shù)字信號中包含了來自設備的信息,包括設備狀態(tài)、診斷、額外的測量或計算值等。這兩個通信通道結合起來,提供了一種易于使用和配置的低成本、高度可靠的、完整的現(xiàn)場通信解決方案。
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