8-900-374-94-44
[email protected]
Slide Image
Меню

Hart протокол – — Технополис завтра

HART-протокол

hart протокол зразок, hart протоколы
HART-протокол (англ. Highway Addressable Remote Transducer Protocol) — цифровой промышленный протокол передачи данных, попытка внедрить информационные технологии на уровень полевых устройств. Модулированный цифровой сигнал, позволяющий получить информацию о состоянии датчика или осуществить его настройку, накладывается на токовую несущую аналоговой токовой петли уровня 4—20 мА. Таким образом, питание датчика, снятие его первичных показаний и вторичной информации осуществляется по двум проводам. HART-протокол — это практически стандарт для современных промышленных датчиков. Приём сигнала о параметре и настройка датчика осуществляется с помощью HART-модема или HART-коммуникатора. К одной паре проводов может быть подключено несколько датчиков. По этим же проводам может передаваться сигнал 4—20 мА.

HART-протокол был разработан в середине 1980-х годов американской компанией Rosemount. В начале 1990-х годов протокол был дополнен и стал открытым коммуникационным стандартом. Однако, полных официальных спецификаций протокола в открытом доступе нет — их необходимо заказывать за деньги на сайте фонда HART-коммуникаций. На март 2009 года доступна спецификация версии HART 7.2, поддерживающая технологию беспроводной передачи данных.

HART-протокол использует принцип частотной модуляции для обмена данными на скорости 1200 бод. Для передачи логической «1» HART использует один полный период частоты 1200 Гц, а для передачи логического «0» — два неполных периода 2200 Гц. HART-составляющая накладывается на токовую петлю 4—20 мА. Поскольку среднее значение синусоиды за период равно «0», то HART-сигнал никак не влияет на аналоговый сигнал 4—20 мА. HART-протокол построен по принципу «Ведущий — Ведомый», то есть полевое устройство отвечает по запросу системы. Протокол допускает наличие двух управляющих устройств (управляющая система и коммуникатор).

Существует два режима работы датчиков, поддерживающих обмен данными по HART протоколу:

  • Режим передачи цифровой информации одновременно с аналоговым сигналом — обычно в этом режиме датчик работает в аналоговых АСУ ТП, а обмен по HART-протоколу осуществляется посредством HART-коммуникатора или компьютера. При этом можно удаленно (расстояние до 3000 м) осуществлять полную настройку и конфигурирование датчика. Оператору нет необходимости обходить все датчики на предприятии, он может их настроить непосредственно со своего рабочего места.
  • В многоточечном режиме — датчик передает и получает информацию только в цифровом виде. Аналоговый выход автоматически фиксируется на минимальном значении (только питание устройства — 4 мА) и не содержит информации об измеряемой величине. Информация о переменных процесса считывается по HART-протоколу. К одной паре проводов может быть подключено до 15 датчиков. Их количество определяется длиной и качеством линии, а также мощностью блока питания датчиков. Все датчики в многоточечном режиме имеют свой уникальный адрес от 1 до 15, и обращение к каждому идет по соответствующему адресу. Коммуникатор или система управления определяет все датчики, подключенные к линии, и может работать с любым из них.

Содержание

  • 1 Описание протокола
    • 1.1 Физический уровень
      • 1.1.1 Wired HART
      • 1.1.2 WirelessHART
      • 1.1.3 HART over IP
    • 1.2 Формат фрейма
  • 2 Примечания
  • 3 Ссылки

Описание протокола

Физический уровень

Wired HART

HART протокол использует метод частотного сдвига для наложения цифровой связи на токовый сигнал 4—20 мА, идущий по цепи, соединяющей центральную систему с первичными датчиками. Для представления двоичных 1 и 0 используются две разные частоты (1200 Гц и 2200 Гц соответственно).

WirelessHART

WirelessHART — расширение стандарта, основанное на стандарте передачи данных по беспроводным сетям IEEE 802.15.4-2006 и использующее мультиплексирование с разделением по времени.

HART over IP

TCP/IP транспорт расширяет число применимых физических уровней до тех, которые поддерживают TCP/IP коммуникацию. Возможные реализации: Ethernet (802.3), Wi-Fi (802.11b/g) или RS-232 используя PPP.

Формат фрейма

Название поля Длина (байт) Назначение
Delimiter 1 Битовое поле. Используется для определения типа фрейма
Address 1—5 Определяет адрес master, slave и индикатор Burst Mode
0—3
Command 1 Цифровое значение команды для исполнения
Byte Count 1 Указывает размер поля Data
0—255 Данные ассоциированные с командой
Check Byte 1 XOR для всех байт сообщения начиная с Delimiter по последний байт Data

Примечания

  1.  (англ.) Спецификации HART-протокола

Ссылки

  • HART протокол первичной связи
  • Описание протокола HART
  •  (англ.) Фонд HART-коммуникаций
  •  (англ.) Подробное описание протокола HART — временные диаграммы, структура сообщений и т. д.
  UART
Физические уровни
Точка-точка RS-232 • IrDA • HART • модем • токовая петля (ИРПС, MIDI)
Сетевые RS-422 • RS-423 • RS-485 • LIN • M-Bus
Специальные en:Kansas City Standard (Компакт-кассета, грампластинка).
Протоколы
Точка-точка PPP • SLIP • IrDA • HART • ISO 7816 • MIDI
Сетевые Modbus • LIN • DMX-512 • P-NET • Profibus
Сферы использования Последовательный порт • IrDA • MIDI • Промышленная сеть
Реализации
Контроллеры 8250 UART • 16550 UART
Драйверы MAX232

hart протокол зразок, hart протокол образец, hart протокол разногласий, hart протоколы


HART-протокол Информацию О




HART-протокол Комментарии

HART-протокол
HART-протокол
HART-протокол Вы просматриваете субъект

HART-протокол что, HART-протокол кто, HART-протокол описание

There are excerpts from wikipedia on this article and video

www.turkaramamotoru.com

HART-протокол

Количество просмотров публикации HART-протокол — 67

(Highway Addressable Remote Transducer – Адресуемый Дистанционный Магистральный Преобразователь), разработан фирмой Fisher Rosemount Inc.

Скоростьпередачи данных по стандарту а до 1200 бит/с. Обмен реализуется по принципу Master/Slave. В сети может присутствовать до 2 Master-узлов, при ϶том второй Master, как правило, предназначен для связи с какой-либо системой контроля или отображения данных.

Стандартная топология организована по принципу ʼʼточка-точкаʼʼ или ʼʼзвездаʼʼ. Для передачи данных по сети используются два режима:

— по схеме ʼʼзапрос-ответʼʼ, режим реализует асинхронный обмен данными со временем одного цикла 500 мс;

— все пассивные узлы непрерывно передают свои данные на Master-узел со временем обновления данных в Master-узле 250÷300 мс.

Возможно построение топологии типа ʼʼшинаʼʼ (до 15 узлов), когда несколько узлов подключены на одну пару проводов. Питание осуществляется по шине.

Весь набор команд, реализованных в е, условно можно разделить на три группы:

Универсальные команды

. Это команды общᴇᴦο назначения и используются на уровне операторских станций: код производителя устройства в сети, модель, серийный номер, краткое описание устройства, диапазоны ограничений, набор рабочих переменных.

Команды для групп устройств: фиксация значения тока на выходном канале, сброс и т.д.

Команды, зависящие от устройства: старт/стоп, специальные функции калибровки и т.д.

За одну посылку один узел другому может передать до 4 технологических переменных, а каждое HART-устройство может иметь до 256 переменных, описывающих ᴇᴦο состояние.

Структура информационного кадра имеет следующий формат: 1 стартовый бит, 8 бит данных, 1 бит контроля нечетности, 1 стоповый бит. Метод контроля корректности передаваемых данных основан на получении подтверждения.

HART протокол использует стандарт BELL 202 кодировки сигнала методом частотного сдвига (FSK), используемого для посылки цифровой информации по телефонным сетям, при ϶том цифровой сигнал накладывается на аналоговый измерительный сигнал 4÷20 мА. Для представления двоичных ʼʼ1ʼʼ и ʼʼ0ʼʼ используются две разные частоты, 1200 Гц и 2200 Гц, соответственно (рис. 2.24).

 

Рис. 2.24. Форма сигнала передачи

 

Метод формирования физических сигналов и среда передачи данных HART протокола соответствует физическому уровню OSI модели протоколов.

Среднее значение синусоидального сигнала равно нулю. По϶тому, несмотря на прохождение цифровых данных, к сигналу 4÷20 мА никакая компонента постоянного тока не добавляется. Отсюда следует, что, существующие аналоговые приборы продолжают работать как обычно, кроме того, осуществляется низкочастотная фильтрация, которая эффективно отбрасывает коммуникационный сигнал, например, однополосный низкочастотный фильтр 10 Гц уменьшает коммуникационный сигнал до амплитуды колебаний примерно ±0,01 % от аналогового сигнала.

Поскольку двоичные числа передаются на скорости обмена данными 1200 бод, число ʼʼ1ʼʼ представлено одиночным циклом 1200 Гц, а число ʼʼ0ʼʼ представлено приблизительно двумя циклами 2200 Гц.

Протокол HART определяет, что главные устройства (ведущая система управления или ручнои̌ коммуникатор) передают сигнал в виде напряжения, в то время как подчиненные (первичные) устройства передают токовый сигнал. Токовый сигнал преобразуется в соответствующее напряжение с помощью сопротивления нагрузки контура, которое должно быть в пределах от 230 до 1100 Ом. Отсюда следует, что, все устройства должны использовать такие приемники, схемы которых способны принимать напряжение.

Уровни коммуникационного сигнала HART протокола приведены в таблице 2.9. Все значения даны между пиками сигнала (двойная амплитуда).

 

Таблица 2.9. Уровни коммуникационного сигнала

Сигнал, переданный главным устройством min 400 мВ max 600 мВ
Сигнал, переданный подчиненным устройством min 0,8 мА max 1,2 мА
Чувствительность приемника (должен правильно принимать) от 120 мВ до 2,0 В
Порог приемника (должен игнорировать) от 0 мВ до 80 мВ

 

Характеристики чувствительности приемника допускают некоторое затухание сигнала из-за кабеля или воздействия других составляющих. Характеристика порога приемника уменьшает вероятность помех внешних сигналов и предотвращает пересечение с другими HART сигналами.

Стандартная схема соединения двухпроводного передатчика показана на рис. 2.25.

 

Рис. 2.25. Схема соединения двухпроводного передатчика

 

На практике все три объекта, блок питания, передатчик и сопротивление нагрузки (R), могут быть соединены в любом порядке.

Ручнои̌ коммуникатор или коммуникационные схемы главного устройства не должны быть подсоединены непосредственно параллельно источнику питания. Они должны подсоединяться либо к двум проводам первичного прибора в точках А и В, либо через сопротивление нагрузки в точках B и C, в данном случае цепь замыкается через источник питания.

HART протокол содержит в каждом сообщении адрес назначения. Установив для каждого подчиненного устройства уникальный адрес, можно несколько таких устройств подсоединить параллельно с помощью однои̌ пары проводов. Важно отметить, что каждое устройство отвечает только на посланные в ᴇᴦο адрес сообщения. Поскольку весь диапазон сигнала 4÷20 мА в данном случае не имеет смысла, присвоение ненулевого адреса устанавливает аналоговый сигнал на уровень 4 мА, что достаточно для питания устройства, такое решение уменьшает общее потребление питания. Пример реализации режима моноканала приведен на рис. 2.26.

 

Рис. 2.26. Метран-280 в многоточечном режиме

 

На рисунке 2.26 обозначено: БП – блок питания; PV1 – HART-модем; PV2 – компьютер.

При работе не в моноканале (одно подчиненное устройство) первичная переменная должна быть считана либо как аналоговая величина, либо по цифровой связи. В режиме моноканала считывать первичную переменную можно только с помощью цифровой коммуникации, поскольку аналоговый сигнал более не доступен.

Для связи с HART-устройствами служат следующие изделия:

1. HART-коммуникатор – портативное устройство, предназначенное для считывания информации, удаленнои̌ настройки и конфигурирования интеллектуальных полевых приборов;

2. HART-модем – служит для связи персонального компьютера или системных средств АСУ ТП с интеллектуальными датчиками. Обеспечивает высокую надежность передачи данных. Используется с программным обеспечением (AMS, Visual Instrument, H–Master) для настройки интеллектуальных.

3. HART-мультиплексор – обеспечивает связь персонального компьютера или средств АСУ ТП с 8-ю или 16-ю интеллектуальными датчиками и любыми другими устройствами, поддерживающими . Мультиплексор обеспечивает преобразование информационного сигнала HART в цифровой сигнал интерфейса RS-485 или RS-232, при ϶том аналоговый сигнал 4÷20 мА токовой петли может использоваться системой регистрации и управления.

2.4.3. AS – интерфейс

Назначение AS-интерфейса (Actuators Sensors Interface – ASI) – обеспечение взаимосвязи исполнительных устройств и датчиков. В интерфейсе ASI предусмотрены шлюзы в другие промышленные сети – ModBus, PROFIBUS, INTERBUS-S, Device Net.

Топологией ASI-сети должна быть шина, кольцо, дерево или звезда. В качестве среды передачи данных используется специальный двухжильный кабель, по которому как передаются данные, так и подается питание на устройства. Характеристики сети ASI приведены в табл. 2.10.

 

Таблица 2.10. Характеристики AS – интерфейса

   
Общая длина сегмента  
без использования повторителей, м
с использованием повторителей, м
Максимальное время цикла, мс 5÷10
Скорость передачи, кбод до 167
Максимальное число ведомых устройств (Slave), подключаемых к одному Master-узлу

 

Логическим центром любой топологии является один Master-узел, который контролирует работу сети и организует обмен данными с PLC. ASI-Master должна быть организован на широком спектре контроллеров, через которые организуются шлюзы в промышленные сети более высокого уровня. Часто ASI-Master оформляется в виде модуля контроллера или по отдельностии̌ платы компьютера.

Максимальное число ведомых устройств (Slave –. Адрес каждого сетевого устройства записывается в ᴇᴦο постояннои̌ памяти.

Важно заметить, что каждый узел ASI-сети имеет специальную интерфейсную микросхему с поддержкой ASI-протокола. По однои̌ паре проводов интерфейс ASI позволяет передавать как данные, так и питание к узлам сети. Упрощенная схема ASI-сети представлена на рис. 2.27.

 

Рис. 2.27. Пример структуры ASI-сети

 

Для кодирования данных используется Манчестерский код, в котором ʼʼ0ʼʼ и ʼʼ1ʼʼ кодируются по восходящему и нисходящему фронту сигнала. Такой тип кодирования снижает влияние на ASI-кабель внешних возмущений.

referatwork.ru

hart-протокол — с русского на все языки

  • HART-протокол — (англ. Highway Addressable Remote Transducer Protocol)  цифровой промышленный протокол передачи данных, попытка внедрить информационные технологии на уровень полевых устройств. Модулированный цифровой сигнал, позволяющий получить… …   Википедия

  • PPP (сетевой протокол) — У этого термина существуют и другие значения, см. PPP. PPP (англ. Point to Point Protocol)  двухточечный протокол канального уровня (Data Link) сетевой модели OSI. Обычно используется для установления прямой связи между двумя узлами сети,… …   Википедия

  • Infrared Data Association — Внешний USB модуль инфракрасного порта …   Википедия

  • SLIP — (Serial Line Internet Protocol) устаревший сетевой протокол канального уровня эталонной сетевой модели OSI для доступа к сетям стека TCP/IP через низкоскоростные линии связи путём простой инкапсуляции IP пакетов. Используются коммутируемые… …   Википедия

  • Modbus — Modbus  открытый коммуникационный протокол, основанный на архитектуре «клиент сервер». Широко применяется в промышленности для организации связи между электронными устройствами. Может использоваться для передачи данных через последовательные …   Википедия

  • LIN — (англ. Local Interconnect Network  локальная сеть)  стандарт промышленной сети, разработанный консорциумом европейских автопроизводителей и других известных компаний, включая Audi AG, BMW AG, Daimler Chrysler AG, Motorola Inc.,… …   Википедия

  • DMX-512 — DMX512 (англ. Digital Multiplex)  стандарт, описывающий метод цифровой передачи данных между контроллерами и световым, а также дополнительным оборудованием. Он описывает электрические характеристики, формат данных, протокол обмена… …   Википедия

  • P-NET — P NET  это промышленная сеть, которая была создана для объединения отдельных компонент вычислительного процесса, а именно: компьютера, датчиков, исполнительных устройств, устройств ввода/вывода, центрального и периферийного контроллеров… …   Википедия

  • PROFIBUS FMS — протокол предназначен в основном для связи программируемых контроллеров друг с другом и станциями оператора. Он используется в тех областях, где высокая степень функциональности более важна нежели чем быстрое время реакции системы. При связи… …   Википедия

  • Ихэтуаньское восстание — Ихэтуаньское восстание …   Википедия

  • Договор об охране художественных и научных учреждений и исторических памятников — Н. К. Рерих «Мадонна Орифламма» Пакт Рериха (англ. The Roerich Pact), так же известный как Договор об охране художественных и научных учреждений и исторических памятников (англ. Treaty on the Protection of Artistic and Scientific Institutions and …   Википедия

  • translate.academic.ru

    протокол — это… Что такое HART-протокол?

    HART-протокол (англ. Highway Addressable Remote Transducer Protocol) — цифровой промышленный протокол передачи данных, попытка внедрить информационные технологии на уровень полевых устройств. Модулированный цифровой сигнал, позволяющий получить информацию о состоянии датчика или осуществить его настройку, накладывается на токовую несущую аналоговой токовой петли уровня 4—20 мА. Таким образом, питание датчика, снятие его первичных показаний и вторичной информации осуществляется по двум проводам. HART-протокол это практически стандарт для современных промышленных датчиков. Приём сигнала о параметре и настройка датчика осуществляется с помощью HART-модема или HART-коммуникатора. К одной паре проводов может быть подключено несколько датчиков.По этим же проводам может передаваться сигнал 4—20 мА.
    HART протокол использует принцип частотной модуляции для обмена данными на скорости 1200 бод. Для передачи логической «1» HART использует один полный период частоты 1200 Гц, а для передачи логического «0» — два неполных периода 2200 Гц. HART составляющая накладывается на токовую петлю 4—20 мА. Поскольку среднее значение синусоиды за период равно «0», то HART сигнал никак не влияет на аналоговый сигнал 4—20 мА. HART протокол построен по принципу «Ведущий — Ведомый», то есть полевое устройство отвечает по запросу системы. Протокол допускает наличие двух управляющих устройств (управляющая система и коммуникатор). Существует два режима работы датчиков, поддерживающих обмен данными по HART протоколу.
    Режим передачи цифровой информации одновременно с аналоговым сигналом. Обычно в этом режиме датчик работает в аналоговых АСУ ТП, а обмен по HART-протоколу осуществляется посредством HART-коммуникатора или компьютера. При этом можно удаленно (расстояние до 3000 м) осуществлять полную настройку и конфигурирование датчика. Оператору нет необходимости обходить все датчики на предприятии, он может их настроить непосредственно со своего рабочего места.
    В многоточечном режиме — датчик передает и получает информацию только в цифровом виде. Аналоговый выход автоматически фиксируется на минимальном значении (только питание устройства — 4 мА) и не содержит информации об измеряемой величине. Информация о переменных процесса считывается по HART-протоколу. К одной паре проводов может быть подключено до 15 датчиков. Их количество определяется длиной и качеством линии, а также мощностью блока питания датчиков. Все датчики в многоточечном режиме имеют свой уникальный адрес от 1 до 15, и обращение к каждому идет по соответствующему адресу. Коммуникатор или система управления определяет все датчики, подключенные к линии, и может работать с любым из них.
    HART-протокол был разработан в середине 1980-х годов американской компанией Rosemount. В начале 1990-х годов протокол был дополнен и стал открытым коммуникационным стандартом. Однако, полных официальных спецификаций протокола в открытом доступе нет — их необходимо заказывать за деньги на сайте фонда HART-коммуникаций[1]. На март 2009 года доступна спецификация версии HART 7.2, поддерживающая технологию беспроводной передачи данных.

    Общие сведения

    Преимущества

    • высокая помехозащищённость
    • простота и низкая стоимость монтажа
    • дешевизна
    • широкая распространённость в мире и России

    Недостатки

    • малые скорости.
    • нестабильное подлкючения.

    Описание протокола

    Физический уровень

    Wired HART

    HART протокол использует метод частотного сдвига для наложения цифровой связи на токовый сигнал 4—20 мА, идущий по цепи, соединяющей центральную систему с первичными датчиками. Для представления двоичных 1 и 0 используются две разные частоты (1200 Гц и 2200 Гц соответственно).

    WirelessHART

    Расширение стандарта, основанное на стандарте передачи данных по беспроводным сетям IEEE 802.15.4-2006 и использующее мультиплексирование с разделением по времени.

    HART over IP

    TCP/IP транспорт расширяет число применимых физических уровней до тех, которые поддерживают TCP/IP коммуникацию. Возможные реализации: Ethernet (802.3), Wi-Fi (802.11b/g) или RS-232 используя PPP.

    Формат фрейма

    Название поля Длина (байт) Назначение
    Delimiter 1 Битовое поле. Используется для определения типа фрейма
    Address 1—5 Определяет адрес master, slave и индикатор Burst Mode
    [Expansion bytes] 0—3
    Command 1 Цифровое значение команды для исполнения
    Byte Count 1 Указывает размер поля Data
    [Data] 0—255 Данные ассоциированные с командой
    Check Byte 1 XOR для всех байт сообщения начиная с Delimiter по последний байт Data

    Команды

    Примечания

    Ссылки

    dis.academic.ru

    HART-протокол | Статьи

    Протокол HART — широко известный промышленный стандарт для усовершенствования токовой петли 4-20 мА до возможности цифровой коммуникации. Использование этой технологии быстро растет, так как Заказчики уже оценили преимущества интеллектуального оборудования. Протокол HART позволяет передавать одновременно аналоговый и цифровой сигнал по одной и той же паре проводов. При этом сохраняется полная совместимость и надежность существующих аналоговых линий 4-20 мА.

     

    HART это:

    • Открытый стандарт, работающий с любой системой управления
      Протокол HART поддерживается всеми ведущими производителями оборудования и программного обеспечения в области промышленной автоматизации. 
    • Одновременная аналоговая и цифровая коммуникация
      HART-протокол позволяет передавать одновременно аналоговый и цифровой сигнал по одной и той же паре проводов. 
    • Совместимость с существующим оборудованием 4-20 мА и линиями связи
      Фактически, датчики с HART можно ставить на место аналоговых и с помощью средств HART-коммуникации использовать все преимущества цифрового обмена уже в существующих аналоговых системах. 
    • Удаленная диагностика и настройка
      Технический персонал может дистанционно осуществлять диагностику и настройку полевых приборов, используя для этого коммуникатор или компьютер с соответствующим программным обеспечением. Это особенно удобно в зимний период времени, когда датчики расположены в труднодоступных местах, на больших расстояниях друг от друга, а так же в условиях вредных или опасных производств.
    • Возможность подключения к одной линии нескольких датчиков
      Объединение интеллектуальных датчиков в систему с цифровой передачей данных позволяет сократить расходы на кабельную продукцию, установку, наладку и на текущее техническое обслуживание.
    • Передача нескольких параметров одновременно
      HART-протокол удобен при работе с многопараметрическими приборами (например, расходомерами), т.к. позволяет получать информацию о нескольких переменных процесса по одной паре проводов. 
    • Использование во взрывоопасных зонах
      Приборы, поддерживающие HART-протокол, могут устанавливаться во взрывоопасных зонах класса 0, класса 1 и класса 2.
    • Оперативная информация о состоянии прибора
      Непрерывная самодиагностика обеспечивает высокую надежность оборудования. Информация о состоянии прибора передается в каждом сообщении от устройства. 
    • Доступ к параметрам прибора
      Пользователь имеет возможность прочитать любые параметры датчика: значения переменных, единицы и диапазон измерения, индивидуальные параметры прибора (позиция по проекту, дата последней калибровки).

    HART протокол использует принцип частотной модуляции для обмена данными на скорости 1200 Бод. Схема, поясняющая работу приборов по HART протоколу, представлена на рис.1.


    Рис.1 Принцип обмена данными по HART-протоколу

    Для передачи логической «1» HART использует один полный период частоты 1200 Гц, а для передачи логического «0» — два неполных периода 2200 Гц.
     
    Как видно на рисунке, HART составляющая накладывается на токовую петлю 4-20 мА. Поскольку среднее значение синусоиды за период равно «0», то HART сигнал никак не влияет на аналоговый сигнал 4-20 мА. 

    HART протокол построен по принципу «главный — подчиненный», то есть полевое устройство отвечает по запросу системы. Протокол допускает наличие двух управляющих устройств (управляющая система и коммуникатор).

    Существует два режима работы датчиков, поддерживающих обмен данными по HART протоколу.

    Режим передачи цифровой информации одновременно с аналоговым сигналом представлен на рис.2. Обычно в этом режиме датчик работает в аналоговых АСУ ТП, а обмен по HART-протоколу осуществляется посредством HART коммуникатора или компьютера. При этом можно удаленно (расстояние до 3000 м) осуществлять полную настройку и конфигурирование датчика. Теперь оператору нет необходимости обходить все датчики на предприятии, он может их настроить непосредственно со своего рабочего места.


    Рис.2 Режим передачи цифровой информации одновременно с аналоговым сигналом

    В многоточечном режиме (рис.3) датчик передает и получает информацию только в цифровом виде. Аналоговый выход автоматически фиксируется на минимальном значении (только питание устройства — 4 мА) и не содержит информации об измеряемой величине. Информация о переменных процесса считывается по HART-протоколу.


    Рис.3 Многоточечный режим работы датчиков

    К одной паре проводов может быть подключено до 15 датчиков. Их количество определяется длиной и качеством линии, а так же мощностью блока питания датчиков. Все датчики в многоточечном режиме имеют свой уникальный адрес от 1 до 15, и обращение к каждому идет по соответствующему адресу. Коммуникатор или система управления определяет все датчики, подключенные к линии, и может работать с любым из них.

    Обычно в аналоговой АСУТП присутствует множество интеллектуальных полевых приборов, работающих в режиме 4-20мА + HART. В этом случае удаленная настройка и конфигурирование датчиков при помощи HART-коммуникатора или HART-модема требует последовательного подключения коммуникационного устройства к каждой линии 4-20 мА, идущей от соответствующих приборов. Для решения поставленной задачи предлагается использовать HART-мультиплексор. При таком подходе приборы продолжают передавать измерительную информацию в систему по токовому выходу 4-20 мА, а их конфигурация может быть изменена с одного цифрового выхода управляющей системы. Связь мультиплексора с системой управления осуществляется по интерфейсу RS485 или RS232. При этом можно объединить в сеть около 500 приборов (например, 30 мультиплексоров соединенных по RS485, 16 каналов каждый). Структурная схема работы мультиплексора в аналоговой системе представлена на рисунке 4 (линии 2,3,..n).

    Существует возможность построения с помощью мультиплексора цифровой системы сбора и визуализации информации. В этом случае каждый канал мультиплексора может опрашивать до 15 датчиков, подключенных к одной токовой петле. При таком подключении затраты на кабельную продукцию существенно снижаются (рисунок 4, линия 1).


    Рис.4 Управление полевыми приборами через мультиплексор

    Для удобства заказчику предлагается несколько вариантов применения мультиплексоров:

    • для интеграции в произвольные системы предоставляется подробное описание формата команд для самостоятельного программирования;
    • для интеграции со SCADA-системами разработан OPC-сервер, позволяющий мультиплексору взаимодействовать с любой системой управления.

    HART — Протокол первичной связи. Технический обзор

    manometr.net.ua

    протокол — это… Что такое HART-протокол?

    HART-протокол (англ. Highway Addressable Remote Transducer Protocol) — цифровой промышленный протокол передачи данных, попытка внедрить информационные технологии на уровень полевых устройств. Модулированный цифровой сигнал, позволяющий получить информацию о состоянии датчика или осуществить его настройку, накладывается на токовую несущую аналоговой токовой петли уровня 4—20 мА. Таким образом, питание датчика, снятие его первичных показаний и вторичной информации осуществляется по двум проводам. HART-протокол это практически стандарт для современных промышленных датчиков. Приём сигнала о параметре и настройка датчика осуществляется с помощью HART-модема или HART-коммуникатора. К одной паре проводов может быть подключено несколько датчиков.По этим же проводам может передаваться сигнал 4—20 мА.
    HART протокол использует принцип частотной модуляции для обмена данными на скорости 1200 бод. Для передачи логической «1» HART использует один полный период частоты 1200 Гц, а для передачи логического «0» — два неполных периода 2200 Гц. HART составляющая накладывается на токовую петлю 4—20 мА. Поскольку среднее значение синусоиды за период равно «0», то HART сигнал никак не влияет на аналоговый сигнал 4—20 мА. HART протокол построен по принципу «Ведущий — Ведомый», то есть полевое устройство отвечает по запросу системы. Протокол допускает наличие двух управляющих устройств (управляющая система и коммуникатор). Существует два режима работы датчиков, поддерживающих обмен данными по HART протоколу.
    Режим передачи цифровой информации одновременно с аналоговым сигналом. Обычно в этом режиме датчик работает в аналоговых АСУ ТП, а обмен по HART-протоколу осуществляется посредством HART-коммуникатора или компьютера. При этом можно удаленно (расстояние до 3000 м) осуществлять полную настройку и конфигурирование датчика. Оператору нет необходимости обходить все датчики на предприятии, он может их настроить непосредственно со своего рабочего места.
    В многоточечном режиме — датчик передает и получает информацию только в цифровом виде. Аналоговый выход автоматически фиксируется на минимальном значении (только питание устройства — 4 мА) и не содержит информации об измеряемой величине. Информация о переменных процесса считывается по HART-протоколу. К одной паре проводов может быть подключено до 15 датчиков. Их количество определяется длиной и качеством линии, а также мощностью блока питания датчиков. Все датчики в многоточечном режиме имеют свой уникальный адрес от 1 до 15, и обращение к каждому идет по соответствующему адресу. Коммуникатор или система управления определяет все датчики, подключенные к линии, и может работать с любым из них.
    HART-протокол был разработан в середине 1980-х годов американской компанией Rosemount. В начале 1990-х годов протокол был дополнен и стал открытым коммуникационным стандартом. Однако, полных официальных спецификаций протокола в открытом доступе нет — их необходимо заказывать за деньги на сайте фонда HART-коммуникаций[1]. На март 2009 года доступна спецификация версии HART 7.2, поддерживающая технологию беспроводной передачи данных.

    Общие сведения

    Преимущества

    • высокая помехозащищённость
    • простота и низкая стоимость монтажа
    • дешевизна
    • широкая распространённость в мире и России

    Недостатки

    • малые скорости.
    • нестабильное подлкючения.

    Описание протокола

    Физический уровень

    Wired HART

    HART протокол использует метод частотного сдвига для наложения цифровой связи на токовый сигнал 4—20 мА, идущий по цепи, соединяющей центральную систему с первичными датчиками. Для представления двоичных 1 и 0 используются две разные частоты (1200 Гц и 2200 Гц соответственно).

    WirelessHART

    Расширение стандарта, основанное на стандарте передачи данных по беспроводным сетям IEEE 802.15.4-2006 и использующее мультиплексирование с разделением по времени.

    HART over IP

    TCP/IP транспорт расширяет число применимых физических уровней до тех, которые поддерживают TCP/IP коммуникацию. Возможные реализации: Ethernet (802.3), Wi-Fi (802.11b/g) или RS-232 используя PPP.

    Формат фрейма

    Название поля Длина (байт) Назначение
    Delimiter 1 Битовое поле. Используется для определения типа фрейма
    Address 1—5 Определяет адрес master, slave и индикатор Burst Mode
    [Expansion bytes] 0—3
    Command 1 Цифровое значение команды для исполнения
    Byte Count 1 Указывает размер поля Data
    [Data] 0—255 Данные ассоциированные с командой
    Check Byte 1 XOR для всех байт сообщения начиная с Delimiter по последний байт Data

    Команды

    Примечания

    Ссылки

    xn--httpsdic-56g3h1cya1j.academic.ru

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.