HART協(xié)議從制定到現(xiàn)今已有35載了，美國羅斯蒙特公司制定HART通信協(xié)議制定是有原因可尋的。



HART通信協(xié)議誕生緣由
如今的傳感器或者變送器的信號(hào)幾乎采用4-20mA，成為工業(yè)過程控制的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。利好之處是將原有的雜七雜八的信號(hào)統(tǒng)一起來，利于各個(gè)廠商的工業(yè)過程控制儀表相互兼容，不再會(huì)因不兼容而煩惱。

但是微電子技術(shù)日益發(fā)展，很多變送器、傳感器、控制器、甚至集散控制系統(tǒng)和可編程邏輯控制都用上了微處理器。此時(shí)面臨著現(xiàn)場儀表和控制室儀表之間的傳輸信息量急劇增加，緊靠4-20mA的電流回路傳輸信息當(dāng)前需求。急需尋求一種全數(shù)字化的，雙向多變量的通信規(guī)程，目的是替代原來的4-20mA模擬傳輸方式。

既然有需求肯定會(huì)有市場，率先垂范的就是羅斯蒙特公司。1986年他們制定了hart通信協(xié)議，全稱可尋址遠(yuǎn)程傳感器通路。它的問世得益于市場的需求，其次得益于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展及現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展。

雖然現(xiàn)在很多同行的人接觸HART協(xié)議或者聽過不少，但要明白HART協(xié)議并不是現(xiàn)場總線協(xié)議，從專業(yè)角度看只能算得上過渡性的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。

HART通信協(xié)議簡述
從上述可知其作為過渡性的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，它的過渡是從模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)的過渡協(xié)議。因?yàn)樗俏ㄒ幌蚝蠹嫒葜悄軆x表的解決方案，所以它不僅能提供現(xiàn)場總線的優(yōu)越性，還能保留4-20mA所以儀表的兼容性。例如變送器等智能儀表，以美國羅斯蒙特hart協(xié)議居多，日本橫河布朗協(xié)議居少，主要原因是hart協(xié)議在過渡期期間有強(qiáng)大的市場競爭力，顯然市場份額占比大也是情理之中的事。

從網(wǎng)絡(luò)七層協(xié)議看HART協(xié)議用了到了三層，分別是物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層。物理層它用到了BeIl202標(biāo)準(zhǔn)頻移鍵控信號(hào)，在標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)疊加低電平數(shù)字信號(hào)，又不影響模擬信號(hào)的傳輸與使用，主要是頻移鍵控信號(hào)相位是連續(xù)的，所以平均值是零且相互不干擾。數(shù)據(jù)鏈路層它規(guī)定了通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、通信模式、用戶接口原語。應(yīng)用層規(guī)定了強(qiáng)大的命令集，即主站發(fā)送命令，從站接受命令。

HART協(xié)議智能儀表組成與應(yīng)用
簡單的看有電源模塊。傳感器接口、MCU、A/D模塊、D/A模塊、hart通信電路。

現(xiàn)場儀表安裝有時(shí)位置不太理想，不便于就地調(diào)試參數(shù)，只要是HART協(xié)議智能儀表則可遠(yuǎn)程調(diào)試，只要有一臺(tái)HART協(xié)議手操器。



途中手操器掛在250歐姆電阻兩端，因?yàn)樽兯推鞯耐ㄓ嵭盘?hào)是疊加在電流中的，手操器接受的是信號(hào)中的電壓脈動(dòng)成分，所以必須要有一個(gè)電阻將電流中的脈動(dòng)轉(zhuǎn)換成電壓脈動(dòng)，手操器才能識(shí)別。但工作狀態(tài)下手操器直接掛在HART協(xié)議儀表兩端，不必借助250歐姆通訊。

廣泛應(yīng)用在天然氣、煤制氣、液化氣、輕烴氣等等，涉及領(lǐng)域有化工、能源、食品加工、水處理等領(lǐng)域。

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