HART技术
一、HART概述
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目前在世界各地所安装的大多数智能现场设备均具有HART功能。但是,初次接触自动化领域的一些朋友可能需要重温这项强有力的技术。
简而言之,HART(高速可寻址远程传感器)协议是在智能设备与控制或监测系统之间的模拟线缆上发送和接收数字信息的全球标准。
更具体地说,HART是一个双向通信协议,提供智能现场仪表和主机系统之间的数据访问。主机可以是任何软件应用程序,从技术人员的手持设备或笔记本电脑,到工厂中使用任何控制平台的过程控制、资产管理、安全或其他系统。
为现有工厂提供数字化升级
HART技术为下述这些工厂的运营者提供了一项可靠的、长远的解决方案,他们努力寻求发挥拥有数字通信功能的智能设备的优势–该数字通信功能在大多数安装设备中都已存在。然而在许多情况下,大多数应用程序无法为其现有的自动化系统加装能够接受HART协议所提供数字数据的系统。
女孩子生日送什么好由于目前运行的大多数自动化网络,均基于传统的4 - 20mA模拟线路,从而HART技术便可以发挥重要的作用,因为数字信息是与4 - 20mA信号同步通信的。没有它,就不会有数字通信。
重要的、数字化作用
好听女性名字当用于智能设备的调试投产和校准以及连续在线诊断时,HART技术易于使用且非常可靠。
有几个原因使得我们需要拥有可与智能设备通信的主机。包括:
∙设备的配置或重新配置
∙设备诊断
∙设备故障排除
∙读取设备所提供的额外测量值
∙设备状况和状态
∙其它原因:使用HART技术拥有诸多好处,而且不断有更多的用户在他们的项目中报告其所带来的好处。欲了解更多信息,请访问成功故事
利用这些优势的成功经验解释了为什么HART技术能够成为所有通信协议中最大的协议,并安装于世界各地3千多万台设备之中。
如果您曾经使用座机电话,通过观察来电显示来了解打电话的是谁,您已经知道了HART协议所做的一半工作,即它告诉“谁”在打电话。在工业自动化网络中,这个“谁”便是基于微处理器的智能现场设备。除了让这种智能现场设备“给家打电话”之外,HART通信还让主机系统向智能仪表发送数据。
HART出现于80年代后期,基于为模拟电话通信提供来电显示的同样技术。它经历了持续的发展,目前内置无线HART通信的自动化产品已经上市。
二、HART是如何工作的
“HART”是高速可寻址远程传感器的缩写。HART协议利用贝尔202频移键控(FSK)标准,将低电平的数字通信信号叠加在4 - 20mA之上。
图1. 频移键控(FSK)
这项技术实现了双向现场通信,并使得同智能现场仪表传输比一般过程变量更多的信息成为可能。HART协议以1200 bps的速率通信,而不影响4 - 20mA信号,并允许一个主机应用程序(主设备),从智能现场设备每秒获取两次或两次以上的数字更新。由于数字FSK信号是相位连续的,因而不会对4 - 20mA信号造成干扰。
HART技术是个主/从协议,这意味着,只有当主设备发出信号时,智能现场(从)设备才会发送信号。HART 协议可在多种模式下使用,如点到点或者多点模式,在智能现场仪表和中央控制或监测系统之间传输信息。
翟凌兽兽门照片HART通信发生在两个具有HART功能的设备之间,通常是智能现场设备和控制或监测系统之间。通信使用标准的仪器级电缆,并且使用标准的接线和终端处理方式。
HART协议提供两个同步通信通道:4 - 20mA模拟信号和一个数字信号。4 - 20mA信号利用4 - 20mA的电流回路–它是最快和最可靠的业界标准,来传输主要的测量值(在现场仪表的情况下)。另外,HART利用叠加在模拟信号之上的数字信号,来传输其它的设备信息。
数字信号中包含了来自设备的信息,包括设备状态、诊断、额外的测量或计算值等。这两个通信通道结合起来,提供了一种易于使用和配置的低成本、高度可靠的、完整的现场通信解决方案。
图2. 两个通信通道
HART协议最多可有两个主设备(第一主设备和第二主设备)。这使得可以利用第二主设备,例如手持通信器,而不会对第一主设备,如控制/监测系统的通信造成干扰。
图3. 第一和第二主方
HART协议允许与现场设备之间的所有数字通信,可采用点到点或多点模式的网络配置:
图4. 点到点的配置
多点模式的配置
还有一个可选的“猝发”通信模式,其中单个从设备可连续广播标准的HART回复信息。这一可选的“猝发”通信模式有可能采用更高的更新速率,并且使用通常只限于点到点的配置。
图5. 多点配置
HART协议的优点
在模拟信号环境中工作的自动化工程师经常会说,“要是我不去现场,就能获得设备信息的话…”或者“要是我能将那个压力变送器的这项配置信息存入我的电脑的话…”。有了HART,他们就不再需要说
出“要是”这样的话了。世界各地已经认识到HART通信优势的用户知道,当使用具有HART功能的手持式测试、校准设备和便携式电脑时,他们在现场就能便捷地获取设备的信息。事实上,设备的测试、诊断和配置从未变得如此的简单!
然而,许多人尚未认识到HART技术的最大优势,这些优势来自与实时的资产管理和/或控制系统的全天候连接。
HART技术可以帮助您:
∙利用整套智能设备数据的能力,来提升运营能力。对设备、产品或工艺性能出现变化进行早期预警。
∙缩短发现到解决问题的故障排除时间。
∙不断验证回路和控制/自动化系统策略的完整性。
∙提高资产效率和系统可用性。
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提高工厂的可用性
∙将设备和系统集成起来,以检测先前检测不到的问题。
∙实时检测设备和/或过程的连接问题。
∙通过获取新的早期预警,以减少偏差造成的影响。
∙避免非计划停机或过程中断所引起的高成本。
降低维护成本
∙快速确定和验证控制回路和设备配置。
∙使用远程诊断,以减少不必要的现场检查。
∙捕获性能趋势数据,以进行预测性维护诊断。
∙减少备件库存和设备管理成本。
改善监管合规
∙对合规数据进行自动记录。
∙帮助进行自动安全关机测试。
∙利用先进的诊断,提高安全完整性水平(SIL)。
神州租车需要押金吗∙利用多变量智能化设备,获取更深入、准确的报告。
HART技术的标准功能包括与现有4 - 20mA模拟网络的一般兼容,到具有广泛的产品选择:
∙与标准4 - 20mA布线相兼容
∙数字数据的同步传输
∙通过直观的菜单驱动界面带给用户的简洁明了的操作