hart通信协议介绍

目前的过程自动化领域，使用HART技术的过程仪表无处不在，但它是如何通信？什么是hart通信？新的芯片设计支持这种经过时间测试的协议。

这里我们介绍一下hart的技术：

#1、什么是hart通信？

工厂仪表已成为现代制造工厂的支柱，仪表已经从气动和纯模拟电子系统发展到今天使用的“智能”系统，通过HART（公路可寻址远程传感器）等协议增强通信能力，HART（高速可寻址远程传感器）。简单地说，直流和低频电流信号由独立的高频信号调制，这些信号在一对频率之间切换，这就是所谓的频移键控技术

#2、为什么使用HART协议？

过去40年来，电流环技术一直用于模拟传感器将重要过程数据传输至控制系统，该系统是否为DCS（分布式控制系统）PLC（可编程逻辑控制器）或单回路控制器。当前环路数据传输简单且经济高效。

每个电流回路传感器的一对导线上只需要少量电流（精确地说是4到20毫安）。

一个2安培、24伏直流电源可以“驱动”数十个传感器。

对于电流环模拟传感器，最低可测量过程值称为量程下限或LRL。

在该0%读数下，模拟传感器将输出4毫安。可测量的最高过程值称为上限或URL。模拟传感器将在此100%读数下输出20毫安。

许多模拟传感器，如压力和温度传感器，价格低廉，质量好的传感器可以以100-500美元的价格购买。

更复杂的流量、液位和分析传感器的成本更高，但这些传感器仍然只需要一对导线，就可以将过程变量或测量变量传输到控制系统。

模拟传感器和变送器的另一个积极特征是，信号可以沿着一对导线传输很远的距离，几乎没有信号损失。

电流信号可以通过18根规格的电线传输到1000米的范围内，没有明显的信号损失。

最后，4-20毫安电流回路信号提供了基本的诊断水平。因为0%等于4毫安信号，断开的导线会断开电路，并会感应到0毫安。

此“带电零”功能，其中0%等于大于0毫安的值，允许控制系统在0毫安时检测断线。

但模拟传感器只能通过一对导线向控制系统发送一个“值”。

数据的粒度或精度受控制系统电子设备使用的模数转换器（或A-to-D转换器）类型的限制。

然而，对于现代电子产品来说，这并不是一个太大的问题。具有16位精度的A-to-D转换器可以以65535的增量报告模拟传感器的值范围。

这意味着对于0–1000 psi的压力传感器，信号值的粒度为1000除以65535或0.015 psi。对于大多数应用来说，这种精度级别已经足够了。（AFSK）以每秒1200位的速率编码和传输数字数据半双工（意味着一次只能在一个方向上传输）。

基本上，它提供一个连续的信号，如交流正弦波，它将其频率从1200赫兹（表示二进制值1）移动到2200赫兹（表示二进制值0）。这是HART通信！通过HART，我们可以发送模拟数据、过程变量的测量值以及数字传输数据，例如标签名称、校准设置或传感器诊断。这将真正提高加工厂的生产率！

由于启用HART的传感器只需要一对电线进行通信，因此要将现有的非HART传感器回路升级为启用HART的回路而无需更改接线！

#3、HART协议的优点是什么？

HART最多可提供两个主设备-主设备和辅助设备。常用的主机通常是分布式控制系统（DCS）、可编程逻辑控制器（PLC）或个人计算机（PC）。辅助主设备可以是手持终端或另一台PC。从设备包括响应主设备或辅助主设备命令的发射器、执行器和控制器。

HART协议提供了一种独特的通信解决方案，可与当前使用的仪表的安装基础向后兼容。这种向后兼容性确保了对现有布线和当前控制策略的投资在未来仍将保持安全。

本节概述的好处包括：

1、改善工厂运营

2、操作灵活性

3、仪表投资保护

4、数字通信