HART協(xié)議及其在智能儀表的應(yīng)用

HART是Highway Addressable Remote Transducer的縮寫(xiě)，翻譯為可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道的開(kāi)放通信協(xié)議，是美國(guó)ROSEMOUNT公司于1985年推出的一種用于現(xiàn)場(chǎng)智能儀表和控制室設(shè)備之間的通信協(xié)議。 HART裝置提供具有相對(duì)低的帶寬，適度響應(yīng)時(shí)間的通信，經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展，HART技術(shù)不僅在國(guó)外，在我國(guó)也已經(jīng)十分成熟，并已成為全球智能儀表的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

　　HART協(xié)議采用基于Bell202標(biāo)準(zhǔn)的FSK頻移鍵控信號(hào)，在低頻的4-20mA模擬信號(hào)上疊加幅度為0.5mA的音頻數(shù)字信號(hào)進(jìn)行雙向數(shù)字通訊，數(shù)據(jù)傳輸率為1.2Mbps。由于FSK信號(hào)的平均值為0，不影響傳送給控制系統(tǒng)模擬信號(hào)的大小，保證了與現(xiàn)有模擬系統(tǒng)的兼容性。在HART協(xié)議通信中主要的變量和控制信息由4-20mA傳送，在需要的情況下，另外的測(cè)量、過(guò)程參數(shù)、設(shè)備組態(tài)、校準(zhǔn)、診斷信息通過(guò)HART協(xié)議訪問(wèn)。

　　HART通信采用的是半雙工的通信方式，其特點(diǎn)是在現(xiàn)有模擬信號(hào)傳輸線上實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)通信，屬于模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)變過(guò)程中過(guò)渡性產(chǎn)品，因而在當(dāng)前的過(guò)渡時(shí)期具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，得到了較快發(fā)展。HART 規(guī)定了一系列命令，按命令方式工作。它有三類(lèi)命令，第一類(lèi)稱(chēng)為通用命令，這是所有設(shè)備都理解、都執(zhí)行的命令；第二類(lèi)稱(chēng)為一般行為命令，所提供的功能可以在許多現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（盡管不是全部）中實(shí)現(xiàn)，這類(lèi)命令包括最常用的的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的功能庫(kù)；第三類(lèi)稱(chēng)為特殊設(shè)備命令，以便于工作在某些設(shè)備中實(shí)現(xiàn)特殊功能，這類(lèi)命令既可以在基金會(huì)中開(kāi)放使用，又可以為開(kāi)發(fā)此命令的公司所獨(dú)有。在一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中通?？砂l(fā)現(xiàn)同時(shí)存在這三類(lèi)命令。
 
　　HART采用統(tǒng)一的設(shè)備描述語(yǔ)言DDL?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備開(kāi)發(fā)商采用這種標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言來(lái)描述設(shè)備特性，由HART基金會(huì)負(fù)責(zé)登記管理這些設(shè)備描述并把它們編為設(shè)備描述字典，主設(shè)備運(yùn)用DDL技術(shù)來(lái)理解這些設(shè)備的特性參數(shù)而不必為這些設(shè)備開(kāi)發(fā)專(zhuān)用接口。但由于這種模擬數(shù)字混合信號(hào)制，導(dǎo)致難以開(kāi)發(fā)出一種能滿足各公司要求的通信接口芯片。HART能利用總線供電，可滿足本質(zhì)安全防爆要求，并可組成由手持編程器與管理系統(tǒng)主機(jī)作為主設(shè)備的雙主設(shè)備系統(tǒng)。

        HART協(xié)議在包括電磁流量計(jì)、壓力變送器、磁翻板液位計(jì)、V錐流量計(jì)、渦街流量計(jì)等智能儀表行業(yè)的技術(shù)已經(jīng)十分成熟，金湖鼎誠(chéng)儀表有限公司的HART協(xié)議智能儀表主要有以下特點(diǎn)：

1. 實(shí)現(xiàn)了傳感器信號(hào)的數(shù)字化，提高了測(cè)量精度。
2. 實(shí)現(xiàn)了傳感器信號(hào)的智能化，能方便地修正擬合曲線和進(jìn)行各種補(bǔ)償。
3. 智能儀表的網(wǎng)絡(luò)化，在控制站內(nèi)可直接觀測(cè)數(shù)千臺(tái)儀表。
4. 通信傳輸采用4-20mA加數(shù)字信號(hào)方式，能直接替換模擬表。
5. 通過(guò)數(shù)字信號(hào)能讀出儀表的各種管理信息，如：生產(chǎn)廠家、儀表型號(hào)、生產(chǎn)序號(hào)、維修時(shí)間等等。
6. 可以裝入算法，直接構(gòu)成控制回路。