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智能压力变送器的HART协议是什么?

2017-06-29 [1224]

HART(Highway Addressable Remote Transducer),可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议,是美国ROSEMOUNT公司于1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。 HART装置提供具有相对低的带宽,适度响应时间的通信,经过20多年的发展,HART技术已经十分成熟,并已成为全球智能仪表的工业标准。

HART智能压力变送器

传统的压力变送器仅提供模拟信号4~20mA电流环输出,随着微电子技术的迅速发展,越来越多的智能压力变送器开始支持数字信号传输的现场总线协议,HART协议与其他只支持数字信号传输的现场总线协议相比,HART协议智能压力变送器的zui大特点是在传输数字信号的同时,保留了4~20mA电流环信号,在数字仪表取代模拟仪表的过渡阶段起了重要的作用。

HART协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号,在低频的4-20mA模拟信号上叠加幅度为0.5mA的音频数字信号进行双向数字通讯,数据传输率为1.2kbps。由于FSK信号的平均值为0,不影响传送给控制系统模拟信号的大小,保证了与现有模拟系统的兼容性。在HART协议通信中主要的变量和控制信息由4-20mA传送,在需要的情况下,另外的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过HART协议访问。

HART通信采用的是半双工的通信方式,其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信,属于模拟系统向数字系统转变过程中过渡性产品,因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力,得到了较快发展。HART 规定了一系列命令,按命令方式工作。它有三类命令,*类称为通用命令,这是所有设备都理解、都执行的命令;第二类称为一般行为命令,所提供的功能可以在许多现场设备(尽管不是全部)中实现,这类命令包括zui常用的现场设备的功能库;第三类称为特殊设备命令,以便于工作在某些设备中实现特殊功能,这类命令既可以在基金会中开放使用,又可以为开发此命令的公司所独有。在一个现场设备中通常可发现同时存在这三类命令。

HART采用统一的设备描述语言DDL。现场设备开发商采用这种标准语言来描述设备特性,由HART基金会负责登记管理这些设备描述并把它们编为设备描述字典,主设备运用DDL技术来理解这些设备的特性参数而不必为这些设备开发接口。但由于这种模拟数字混合信号制,导致难以开发出一种能满足各公司要求的通信接口芯片。HART能利用总线供电,可满足本质安全防爆要求,并可组成由手持编程器与管理系统主机作为主设备的双主设备系统。

通信优势

在模拟信号环境中工作的自动化工程师经常会说,“要是我不去现场,就能获得设备信息的话…”或者“要是我能将那个压力变送器的这项配置信息存入我的电脑的话…”。有了HART,他们就不再需要说出“要是”这样的话了。世界各地已经认识到HART通信优势的用户知道,当使用具有HART功能的手持式测试、校准设备和便携式电脑时,他们在现场就能便捷地获取设备的信息。事实上,设备的测试、诊断和配置从未变得如此的简单!

然而,许多人尚未认识到HART技术的zui大优势,这些优势来自与实时的资产管理和/或控制系统的全天候连接。

HART技术可以帮助您:

利用整套智能设备数据的能力,来提升运营能力。对设备、产品或工艺性能出现变化进行早期预警。

缩短发现到解决问题的故障排除时间。

不断验证回路和控制/自动化系统策略的完整性。

提高资产效率和系统可用性。

提高工厂的可用性

将设备和系统集成起来,以检测先前检测不到的问题。

实时检测设备和/或过程的连接问题。

通过获取新的早期预警,以减少偏差造成的影响。

避免非计划停机或过程中断所引起的高成本。

降低维护成本

快速确定和验证控制回路和设备配置。

使用远程诊断,以减少不必要的现场检查。

捕获性能趋势数据,以进行预测性维护诊断。

减少备件库存和设备管理成本。