Что такое протокол связи HART
HART — это аббревиатура, расшифровывающаяся как удаленный датчик с адресацией по шоссе. Протокол связи HART обеспечивает двустороннюю цифровую связь между интеллектуальными устройствами и хост-системой, позволяя пользователям отслеживать, контролировать и настраивать параметры процесса, такие как температура, давление и расход, в режиме реального времени. HART обеспечивает стандартный подход к передаче данных, позволяя подключать устройства с поддержкой HART от разных производителей.
Протокол HART использует частотную манипуляцию Bell 202 (FSK) для наложения низкоуровневых цифровых сигналов связи на сигнал 4-20 мА, что позволяет передавать больше данных, чем только аналоговый сигнал.
Что такое клавиша сдвига частоты FSK
Технология протокола связи HART основана на модеме Bell 202. Модем Bell 202 был стандартом, представленным Bell System в 1976 году. Он определяет ключ сдвига звуковой частоты (AFSK) для кодирования и отправки данных со скоростью 1200 бит в секунду, полудуплекс, со скоростью 1200 бит в секунду, всего передачи в одном направлении за раз.
Удаленный датчик с адресацией для шоссе
HART — протокол связи удаленного преобразователя с адресацией по шоссе обеспечивает двустороннюю связь между интеллектуальными полевыми устройствами и системой управления более высокого уровня с использованием пакетов цифровых данных, отправляемых по сигналу 4–20 мА. HART представляет собой протокол связи ведущий-ведомый, что означает, что связь каждого подчиненного (полевого устройства) запускается ведущим устройством связи во время нормальной работы. Каждый контур HART может быть связан с двумя главными устройствами.
Обычно распределенная система управления (РСУ), программируемый логический контроллер (ПЛК) или персональный компьютер служат основным мастером (ПК). Этот вторичный мастер может быть портативным терминалом или вторым компьютером. Передатчики, приводы и контроллеры, которые реагируют на команды основного или вторичного главного устройства, представляют собой ведомые устройства.
По сути, это мировой стандарт передачи и приема цифровой информации по аналоговым линиям между интеллектуальными устройствами и хост-компьютерами.
Система контроля или мониторинга
Связь между двумя устройствами с поддержкой HART возможна благодаря использованию интеллектуального полевого устройства, такого как система управления или мониторинга, и пакетов цифровых данных, отправляемых по сигналу 4–20 мА. Стандартные процедуры заделки и проводка приборного класса обеспечивают надежное соединение. Протокол HART стал международным стандартом для передачи и приема цифровых данных по аналоговым линиям между интеллектуальными устройствами и системами управления или мониторинга.
Зачем использовать технологию протокола связи Hart
Технология протокола связи Hart показала себя как удобная и надежная. Протокол HART — это надежный метод связи, используемый для повышения производительности цифровых полевых устройств. Протокол HART расширяет возможности системы для двусторонней цифровой связи с интеллектуальными полевыми приборами, сохраняя при этом стандартный сигнал 4–20 мА. Протокол HART обеспечивает лучший вариант для обмена данными с интеллектуальными полевыми устройствами и имеет самую большую глобальную базу поддержки среди всех протоколов полевых устройств. Протокол HART поддерживается большим количеством приборов, чем любая другая система цифровой связи. Почти каждое технологическое приложение может решаться с помощью одного из продуктов поставщиков приборов HART.
Протокол HART предлагает специальное коммуникационное решение, обратно совместимое с установленной базой текущего оборудования, в отличие от других цифровых систем связи. Благодаря обратной совместимости инвестиции, сделанные в существующие системы управления и кабели, будут безопасны в обозримом будущем.
Протокол HART отличается от других технологий цифровой связи, поскольку он предлагает уникальный способ связи, который работает с уже используемыми приборами. Это гарантирует, что инвестиции, сделанные в существующие стратегии прокладки кабелей и управления, будут безопасными в течение длительного времени.
Преимущества использования технологии Hart
- Быстрый и легкий доступ к оборудованию в полевых условиях
- Постоянное подключение к системам управления активами и/или контроля в режиме реального времени
- Используйте возможности полного набора данных интеллектуальных устройств для улучшения операций.
- Получайте заблаговременные предупреждения об отклонениях в производительности оборудования, продуктов или процессов.
- Сократите время устранения неполадок между их идентификацией и устранением.
- Постоянно проверяйте целостность контура и стратегии управления автоматизированными системами.
- Повысьте производительность активов и доступность системы.
Как работает протокол связи Hart
Для настройки системы с использованием протокола HART необходимо использовать два совместимых компонента: интеллектуальное полевое устройство, способное отправлять и получать цифровые сигналы, и систему управления с присоединенным соответствующим протоколом. Полевое устройство отправляет свой сигнал через токовую петлю 4-20 мА, которая передает либо аналоговую, либо цифровую информацию обратно в контроллер для дальнейшей обработки. Когда он получает подтверждение того, что данные были успешно получены, он отправляет обратно все необходимые обновления или изменения в зависимости от условий, найденных в поле.
Поскольку технологии продолжают развиваться и параллельно с ними разрабатываются новые протоколы, использование надежных сетей связи, таких как решение HART, будет становиться все более важным. Он уже добился значительных успехов в повышении стандартов безопасности и одновременно снижении затрат за счет эффективных методов мониторинга и возможностей прогнозного обслуживания, которые сегодня практически невидимы в отраслях, что делает его невероятно мощным инструментом для промышленных операций во всем мире в будущем!
Что делает протокол связи Hart
Протокол связи HART обеспечивает одновременную передачу цифровых и аналоговых данных для переменных процесса, параметров, конфигурации устройства, калибровки и диагностики устройства. Переменная процесса по-прежнему передается через аналоговый сигнал 4–20 мА. Таким образом, благодаря подключению HART центральные системы управления или мониторинга могут получить доступ к разнообразной новой информации о функционировании предприятия.
HART и описание устройства
Описания устройств (DD) используются некоторыми хост-программами HART для получения дополнительной информации о переменных и функциях полевого устройства HART. DD содержит все данные, необходимые хост-приложению для полноценного взаимодействия с полевым устройством.
DD, который компилирует все данные, необходимые хост-приложению, в один структурированный файл, написан с использованием языка описания устройств HART (DDL). В DD указаны все форматы и структуры команд для конкретных устройств, а также совместимые общепринятые команды.
DD для полевого устройства HART можно сравнить с драйвером принтера компьютера. Хост-провайдерам больше не нужно создавать и поддерживать уникальные интерфейсы и контроллеры благодаря DD. DD предлагает стандартизированное лингвистическое представление всех характеристик и возможностей устройства.
Для своего полевого продукта HART поставщики HART могут предоставить DD. Если вы хотите его предоставить, DD предложит подробности, чтобы хост-приложение с поддержкой DD могло читать и записывать данные в соответствии с инструкциями каждого устройства. Исходные файлы DD для устройств HART напоминают файлы языка программирования C. HCF получает файлы DD для регистрации их в DD-библиотеке HCF.
Каждый поставляемый DD проходит проверку качества, чтобы убедиться, что он соответствует стандартам, не конфликтует ни с одним из ранее зарегистрированных DD, а также чтобы убедиться, что он работает с типичными хостами HART.
Чтобы использовать DD HART в хост-программах, таких как ПК и портативные устройства, библиотека DD HCF служит основным центром для управления и распространения всех DD HART. Некоторым хост-приложениям могут потребоваться дополнительные сведения о формате экрана и других целях, не предусмотренных DD.
Как Hart помогает с настройкой и вводом в эксплуатацию
Время, необходимое для запуска сети, значительно сократилось благодаря технологии HART (петля). Например, поскольку информация об устройствах и приложениях передается в инструменты, которые могут быть немедленно подтверждены системой управления хостом, устройства могут быть проверены быстрее. Подключение конфигурации ПК к каждому контуру связи HART в режиме онлайн — либо через систему управления, либо через систему мультиплексирования ввода-вывода — еще больше упрощает ввод в эксплуатацию.
В результате больше нет необходимости переключать конфигурационное устройство между точками подключения, пока устройства все еще подключены к сети. Первичные программы конфигурации ПК также имеют функцию проверки контура, которая обеспечивает установку инструментов для ведения учета и подходящие соединения для долгосрочной работы с документами и обслуживания.
Заключение
Теперь мы знаем, что протокол связи HART — отличный инструмент для настройки и ввода в эксплуатацию, позволяющий быстрее настроить сети. Устройства HART снабжены описаниями устройств (DD), которые предоставляют главному приложению всю необходимую информацию для полного взаимодействия с ним.
Библиотека DD HCF служит основным центром управления и распространения DD HART, чтобы их можно было использовать в различных хост-приложениях. Благодаря технологии HART вам будет проще настроить сеть, обеспечив при этом правильное подключение и установку инструментов ведения учета.
THINKTANK является профессиональным производителем регулирующих клапанов. В процессе отбора многие позиционеры регулирующие клапаны должен быть оснащен протоколом связи HART. К основным торговым маркам относятся Siemens, FISHER, Rotork (YTC), Flowserve, Yamatake и другие торговые марки. Если у клиента есть указанная марка или модель, выбор клиента имеет преимущественную силу.
