HART протокол е комуникационен стандарт, който наслагва цифров сигнал върху стандартна 4–20 mA аналогова токова верига, позволявайки една двойка проводници да пренася както текущото измерване на процеса, така и двупосочни цифрови данни едновременно.
HART е съкращение от Highway Addressable Remote Transducer. Въведен в средата на 1980-те, по-късно беше предоставен на независимата HART Communication Foundation, която през 2015 г. се сля с FieldComm Group. Заводите вече бяха инвестирали значително в окабеляването 4–20 mA, затова HART позволи на интелигентните предаватели да преизползват тази инфраструктура, вместо да налага пълна подмяна с цифрово полево автобусно решение.
HART използва Frequency Shift Keying (FSK) базиран на модемния стандарт Bell 202. Два аудио-честотни тона, 1200 Hz и 2200 Hz, представляват цифровите 1 и 0 и се предават със скорост 1200 бита в секунда. Тези тонове „яздят“ върху веригата като малък променлив ток, приблизително 0.5 mA пик (около 1 mA пик-пиково), наслагнат върху 4–20 mA постоянния ток. Тъй като FSK вълната е симетрична и се усреднява до нула през всеки битов период, тя не измества средния ток в веригата. Аналоговото измерване на входната карта на PLC или DCS остава точно, докато цифровите данни пътуват паралелно с него, без прекъсване.
HART поддържа два режима на окабеляване. В режим точка до точка, едно устройство на верига, сигналът 4–20 mA активно представя основната променлива, а цифровите команди се наслагват върху него за конфигуриране и диагностика. В мултидроп режим няколко устройства споделят една двойка проводници, всяко е фиксирано на статичен нисък ток (обикновено 4 mA) и получава уникален адрес за полинг, така че токът повече не следи процеса и всички стойности се четат цифрово. Ранни ревизии на HART (3 до 5) позволяваха адреси за полинг от 1 до 15; HART 6 разшири адресирането до 63, а HART 7 преформулира диапазона като 0 до 63.
Цифровият канал превръща обикновен 4–20 mA предавател в интелигентен актив, който може да се управлява дистанционно:
WirelessHART, стандартизиран като IEC 62591, пренася HART приложния слой върху безжична мрежа вместо по проводникова верига. Той работи върху физическия слой IEEE 802.15.4 в ISM лентата 2.4 GHz, използва direct-sequence spread spectrum на физическия слой в комбинация с frequency-hopping spread spectrum и черен списък на канали на мрежовото ниво за да заобикаля смущения, и формира самоорганизираща се, самовъзстановяваща се мрежа, в която всяко полево устройство може да ретранслира данните на другите до шлюза. Time Division Multiple Access планира предаванията в синхронизирани 10-милисекундни слотове, 100 в секунда, давайки детерминирана, енергийно ефективна комуникация, подходяща за устройства на батерии. Въведен с HART 7 и одобрен като пълен стандарт на IEC през 2010 г., първият международен стандарт за безжична комуникация в процесната автоматизация, той използва същите команди и модел за описание на устройствата като кабелния HART, така че хост система не се нуждае от отделен модел на данни, за да включи безжични инструменти в същия работен процес за управление на активите — полезно за ретрофит на мониторинг на състоянието върху оборудване като помпи, където прокарването на нов кабел е непрактично, заедно с техники като термография спрямо анализ на вибрации.
HART остава един от най-широко разпространените протоколи за инструментация, защото защитава съществуващото окабеляване 4–20 mA, като същевременно отключва диагностични данни, които аналоговите вериги не са носили. Този диагностичен слой — дрейф на сензора, статус на веригата, здравето на устройството — е вид ранно предупреждение, което се пропуска, когато никой не го полира, същата сляпа точка, която позволява проблеми като кавитация да останат незабелязани докато помпата не се повреди. Fabrico чете състоянието на машините и OEE директно от линията и автоматично насочва работна поръчка в момента на засичане на загуба, като компютърното зрение улавя модели на повреда, които самите сензори и HART диагностиките могат да изпуснат. То е произведено в ЕС с EU data residency и сертифицирано по ISO 27001, 20000-1 и 9001. Запазете демонстрация на Fabrico.
Не. FSK тоновете имат средна стойност нула ток през всеки сигнален цикъл, така че DC компонентът, представляващ променливата на процеса, остава неизменен. Аналоговото измерване остава толкова точно, колкото стандартна 4–20 mA верига.
Да. WirelessHART устройствата се свързват чрез шлюз, който превежда безжичния mesh трафик в същите HART команди и структури от данни, използвани по кабелните вериги, така че хост и софтуерът за управление на активите третират и двете като HART устройства.
Основната променлива (PV) е тази, която се представя от аналоговия ток 4–20 mA в режим точка до точка. Допълнителните динамични променливи, обикновено означавани като вторична, третична и квартерна, са достъпни само чрез цифровия HART канал, позволявайки един предавател да отчита допълнителни измервания заедно със своето основно четене.
Мултидропът жертва живото аналогово четене в полза на възможността да се окабелят няколко устройства на една двойка проводници, което е полезно за широкоразпръснати приложения с ниска честота на обновяване като танкови ферми или мониторинг на тръбопроводи, където само цифрово полиране е приемлива търговия за намалено окабеляване.
Вход
Блог
