HART通訊協(xié)議簡介

HART通訊協(xié)議簡介HART(HighwayAddressableRemoteTransducer)，可尋址遠程傳感器高速通道的開放通信協(xié)議，是美國Rosement公司推出的一種用于現(xiàn)場智能儀表和掌握室設備之間的通信協(xié)議。HARTHART技術(shù)在國外已經(jīng)格外成熟，并已成為全球智能儀表的工業(yè)標準。HART協(xié)議承受基于Bell202標準的FSK4～20mA模擬信號上疊加幅度為0.5mA1.2Mbps。由于FSK信號的平均值為0，不影響傳送給掌握系統(tǒng)模擬信號的大小，保證了與現(xiàn)有模擬系統(tǒng)的兼容HART協(xié)議通信中主要的變量和掌握信息由4～20mA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的市場競爭力量，得到了較快進展。HART規(guī)定了一系列命令，按命令方式工作。它有三類〔盡管不是全部〕中實現(xiàn)，這類命令包括最常用的現(xiàn)通?？捎X察同時存在這三類命令。HART承受統(tǒng)一的設備描述語言DDL?，F(xiàn)場設備開發(fā)商承受這種標準語言來描述設備特性，由HART基金會負責登記治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(shù)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HART能利用總主設備系統(tǒng)。HART通信協(xié)議綜述1概述 HART協(xié)議已經(jīng)有很長一段時間了它仍舊是一種很好的選擇HART是工廠自動化領域中承受的一種通信協(xié)議。雖然每種協(xié)議都有其各自的優(yōu)點，但就綜合性能而言，HART是最正確的解決方案它可獵取增值設備和數(shù)字方式的診斷信息同時還可以與現(xiàn)有的4-20mA自動化構(gòu)造體系相兼容。HART是什么？ HART〔“可尋址遠程傳感器數(shù)據(jù)大路”〕通信協(xié)議，是為工業(yè)過程測量和掌握應用而設計我們將其稱為混合協(xié)議是由于它將模擬量和數(shù)字量通信相融合它既支持4-20mA模擬信號的單變量通信，也可以將附加信息以數(shù)字信號的方式進展通信。數(shù)字信息以低電平調(diào)制方式加載在標準的4-20mA電流回路上由于承受標準的可以從模擬信號中去除的過濾技術(shù)數(shù)字信號并不會影響模擬量信號的讀數(shù)能夠傳送上述疊加的數(shù)字信息是實現(xiàn)HART的重要功能的根底。HART協(xié)議信息構(gòu)造形式 HART協(xié)議由Rosemount公司開發(fā)且已向每個使用者開放HART協(xié)議承受標準的Bell202頻移鍵控信號以1200波特通信以低電平加載于4mA~20mA模擬信號上由于載波信號的平均值為零所以它對模擬信號沒有影響使用兩種不同的頻率1200Hz和2200Hz分別代表二進制的1和0每個信息包含源地址目的地址和一個用于檢測傳送信息正誤的校驗和。 附圖1HART協(xié)議信息構(gòu)造形式物理信號 連接回路：在連接一個現(xiàn)場裝置的回路中電源變送器和負載電阻可以任意挨次連接且接地點亦可任意選擇手持終端或主站通訊電路不能直接跨接在電源兩端HART標準允許負載電阻為230~600有些HART裝置承受就地電源供給鼓勵以獲得4mA~20mA輸出和HART通信而不是承受上述二線制方案在多點運行時可以電流回路和鼓勵電源共用一對線路也可以承受三線制由于三絞電纜不易得到所以這種混合系統(tǒng)必需由兩對雙絞線構(gòu)成并在負載電阻處連接在一起。裝置特性：為使HART系統(tǒng)的設計簡化以便在不必具體了解系統(tǒng)內(nèi)各裝置的狀況下就能便利的構(gòu)成系統(tǒng)必需限制各裝置的阻抗。信號衰減與失真－65μs限制：任何網(wǎng)絡都含有電阻和電容從而將引起傳輸信號的衰減延遲或相移為確保負載電阻兩端的HART信號牢靠的接收從現(xiàn)場來的信號衰減不能超過3db為確保上述條件得到滿足HART標準要求最小截止頻率稍高于最高HART信號頻率由65μsHART系統(tǒng)中電阻是負載電阻與電纜電阻之和電容是電纜電容與所聯(lián)裝置電容之和電纜超過幾米后其電阻和電容對RC時間常數(shù)的影響不能無視。電源：用于驅(qū)動HART 回路的電源應滿足附表1 要求。附表1用于HART回路的電源要求信息編碼、信息構(gòu)造與轉(zhuǎn)換程序 HART協(xié)議的主從構(gòu)造意味著每個信息處理起源于主站而從站僅響應接收到的命令信息HART協(xié)議允許在一個系統(tǒng)中有兩個主站通常1#主站為掌握系統(tǒng)或其它主要設備而2#主站為手持式通信器或備用計算機。轉(zhuǎn)換程序主站負責掌握信息的轉(zhuǎn)換如在規(guī)定時間內(nèi)對命令無響應主站將重發(fā)信息幾次重發(fā)后仍無響應時主站則停頓轉(zhuǎn)換處理一旦轉(zhuǎn)換處理完畢在發(fā)送另一命令前主站將暫停一個短時間以便其它主站插入使兩個主站與從站輪番通信。陣發(fā)模式Burs：為到達較高的數(shù)據(jù)速率一些現(xiàn)場裝置可選擇陣發(fā)模式傳送。HART驗位和一個停頓位HART協(xié)議信息構(gòu)造形式見附圖1。HART設備使用短幀格式在這種格式中從設備的地址為0~15HART第五版引入長幀格式在這種格式中從站地址范圍很寬為一具有38bit的數(shù)的現(xiàn)場設備使用長幀格式老的現(xiàn)場設備使用短幀格式主站應供給兩種方式以便處理現(xiàn)存現(xiàn)場設備與設備。16進制FF字符作用是使接收調(diào)制解調(diào)器的頻率檢測電路同步接收后續(xù)傳送的信號。式中包含在5個字節(jié)中在任何格式中主站地址占據(jù)1bit1號主站如掌握系統(tǒng)用地址12號主站如手操器用地址0陣發(fā)模式信息例外有效比特位交替設置成0和1以使每個主站可中斷陣發(fā)模式在短幀格式中從站可登記地址范圍為0~15這個數(shù)字占據(jù)一個地址字節(jié)在長幀格式中5個字節(jié)地址的剩余38位作為從設備唯一登記地址。命令：命令字節(jié)包含一個整型數(shù)0~255HART命令。字節(jié)確定信息接收是否完整。指示通信錯誤假設通信無誤該字節(jié)只是被接收命令的狀態(tài)其次字節(jié)代表設備的運行狀態(tài)正確操作從設備時兩字節(jié)均為零。24字節(jié)數(shù)據(jù)形式可為無符號整型數(shù)、浮點數(shù)或ASCII字符串。HARTHART命令分三組：通用命令：通用命令是全部現(xiàn)場裝置都配備的包1)讀制造商碼和設備類型讀一次變量PV和單位讀當前輸出和百重量程讀取多達4個預先定義的動態(tài)變量讀或?qū)?字符標簽16字符描述符日期讀或?qū)?2字符信息讀變送器量程單位阻尼時間常數(shù)讀傳感器編號和極限讀或?qū)懽罱K安裝數(shù)寫登錄地址常用命令：常用命令供給的功能是大局部但不是全部現(xiàn)場裝置都配備的包括1〕讀4個動態(tài)變量之一2〕2〕寫阻尼時間常數(shù)寫變送器量程校準置零置間隔設置固定的輸出電流執(zhí)行自檢執(zhí)行主站復位調(diào)整PV零點寫PV單位調(diào)整DAC零點于增益寫變換函數(shù)平方根/線性寫傳感器編號讀或?qū)憚討B(tài)變量用途專用命令：專用命令供給分別對特別的現(xiàn)場裝置適用的功能包括讀或?qū)懙土髁拷刂怪灯饎油ｎD或取消累積器讀或?qū)懨芏刃氏禂?shù)選擇一次變量讀或?qū)憳?gòu)造材料信息調(diào)整傳感器校準值雙向通信承受模擬量信號只能單傳送信息，要么是從設備到主機〔輸入要么是從主機到設備〔輸出。而承受HART數(shù)字通信信號可以雙向傳送數(shù)字信息。這突破了以往傳統(tǒng)儀表只能從主機接收掌握信號的方式—之類的信息。類型信息 傳統(tǒng)的模擬量和離散量設備只能以單過程變量方式通信，因而很難找到一種簡便的方式判定發(fā)送的信息是否有效。承受HART，您不但可以獵取過程變量，還可以獲得其他類型的信息。每個HART設備中包括35-40個標準信息項。比方：設備狀態(tài)&診斷報警過程變量&單位回路電流&百分比范圍生產(chǎn)商&設備標簽其他的信息還包括：主機以數(shù)字方式查詢HART設備，并告知您設備的設置是否正確，運行是否正常。該功能可使您免除大多數(shù)的日常檢驗工作，并有助于您在故障導致重大問題之前覺察過程故障。多變量儀表數(shù)字通信模式下，一對電纜可以處理多個變量。例如，一個變送器可以處理多個傳感器的輸入。對于不能使用HART數(shù)字量信息的主系統(tǒng)，來自多變量儀表的信息通常由tri-loop先進展處理，它將數(shù)字信息轉(zhuǎn)換成多組4-20mA信號，再由單獨的接線傳送給主機。不受制于供給商HART“標準”。這是由于HART技術(shù)并不屬于某一家公司，也不受一個國家或標準實體單位的掌握。實際上，該技術(shù)由不受約束的非盈利性單位HART通信基金會治理。多渠道供給 就過程加工工業(yè)而言HART是目前世界上最廣泛承受的協(xié)議您可以從不同供給商那里獵取近600種承受HART技術(shù)的產(chǎn)品。產(chǎn)品種類的齊全意味著HART產(chǎn)品