Протокол удаленного датчика с адресной автомагистралью
| ХАРТ | |
|---|---|
| Информация о протоколе | |
| Тип сети | Устройство (автоматизация процессов) |
| Физические носители | Аналоговая измерительная проводка 4–20 мА или беспроводная связь 2,4 ГГц |
| Топология сети | Двухточечная, многоточечная, беспроводная ячеистая сеть |
| Максимальное количество устройств | 15 в многоточечном режиме |
| Максимальная скорость | Зависит от используемого физического уровня |
| Адресация устройства | Аппаратное/программное обеспечение |
| Руководящий орган | Группа ФилдКомм |
| Веб-сайт | www |
Протокол связи HART (удаленный датчик с адресной автомагистралью) представляет собой гибридный аналого-цифровой открытый протокол промышленной автоматизации. Его наиболее заметным преимуществом является то, что он может обмениваться данными через устаревшие аналоговые измерительные контуры 4–20 мА, разделяя пару проводов, используемых только аналоговыми хост-системами. HART широко используется в технологических и контрольно-измерительных системах, начиная от небольших приложений автоматизации и заканчивая сложными промышленными приложениями.
является HART в модели OSI приложением уровня 7. Слои 3–6 не используются. [1] При отправке тока более 4–20 мА для уровня 1 используется Bell 202. Но его часто преобразуют в RS485 или RS232.
По словам Эмерсона, [2] Благодаря огромной базе систем 4–20 мА по всему миру, протокол HART сегодня является одним из самых популярных промышленных протоколов. Протокол HART стал хорошим переходным протоколом для пользователей, которые хотели использовать устаревшие сигналы 4–20 мА, но хотели реализовать «умный» протокол.
История
[ редактировать ]Протокол был разработан компанией Rosemount Inc. на основе раннего стандарта связи Bell 202 в середине 1980-х годов в качестве собственного протокола цифровой связи для интеллектуальных полевых приборов. Вскоре он превратился в HART, а в 1986 году был сделан открытый протокол . С тех пор возможности протокола были расширены за счет последовательных изменений спецификации.
Режимы
[ редактировать ]
Существует два основных режима работы приборов HART: режим «точка-точка» (аналоговый/цифровой) и многоточечный режим.
Точка в точку
[ редактировать ]В режиме «точка-точка» цифровые сигналы накладываются на контурный ток 4–20 мА . И ток 4–20 мА, и цифровой сигнал являются действительными протоколами передачи сигналов между контроллером и измерительным прибором или исполнительным элементом управления.
Адрес опроса прибора установлен на «0». К каждой сигнальной паре инструментального кабеля можно подключить только один прибор. Один сигнал, обычно указываемый пользователем, представляет собой сигнал 4–20 мА. Другие сигналы передаются в цифровом виде поверх сигнала 4–20 мА. Например, давление может передаваться в формате 4–20 мА, что соответствует диапазону давлений, а температура может передаваться в цифровом виде по тем же проводам. В режиме «точка-точка» цифровую часть протокола HART можно рассматривать как своего рода интерфейс цифрового токового контура .
Многоточечный
[ редактировать ]В многоточечном режиме ток аналогового контура фиксирован на уровне 4 мА, и в сигнальном контуре можно использовать более одного прибора.
Версии HART с 3 по 5 позволяли адресам опроса приборов находиться в диапазоне 1–15. Версия HART 6 допускала адреса от 1 до 63; HART версии 7 допускает адреса от 0 до 63. Каждый прибор должен иметь уникальный адрес.
Структура пакета
[ редактировать ]Пакет запроса HART имеет следующую структуру:
| Имя поля | Длина (в байтах) | Цель |
|---|---|---|
| Преамбула | 5–20 | Синхронизация и обнаружение несущей |
| Адрес | 1 или 5 | определяется битом 7 в разделителе.
Определяет ведомое устройство, определяет ведущее устройство и указывает пакетный режим. |
| Расширение | 0–3 | Это поле имеет длину 0–3 байта, и его длина указана в разделителе (начальном байте). |
| Команда | 1 | Числовое значение команды, которую необходимо выполнить. |
| Количество байтов данных | 1 | Указывает размер поля данных |
| Данные | 0–255 | Данные, связанные с командой. BACK и ACK должны содержать не менее двух байтов данных. |
| Контрольная сумма | 1 | XOR всех байтов от начального байта до последнего байта данных |
Преамбула
[ редактировать ]В настоящее время все новые устройства используют пятибайтовую преамбулу, поскольку любое большее значение снижает скорость передачи данных. Однако за обратную поддержку отвечают мастера. Связь главного устройства с новым устройством начинается с максимальной длины преамбулы (20 байтов) и позже уменьшается, как только размер преамбулы для текущего устройства определен.
Преамбула: «фф» «фф» «фф» «фф» «фф» (5 раз фф).
Начальный разделитель
[ редактировать ]Этот байт содержит номер мастера и указывает, что пакет связи запускается.
| Кусочек | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Описание | Размер адреса | Количество байтов расширения | Тип физического уровня | Тип рамы | ||||
- бит 7, если высокий, используйте уникальный (5 байтовый) адрес, в противном случае используйте адреса опроса (1 байт).
- бит 6 и 5, количество байтов расширения
- обычно он устанавливается, если используется поле расширения, обычно 0.
- биты 4 и 3, тип физического уровня
- 0=Асинхронный,
1=синхронный - бит 2, 1 и 0, тип кадра
- 1 = НАЗАД Пакетное подтверждение отправлено устройством в пакетном режиме
2 = Мастер STX к полевым устройствам.
6 = Подтверждение ведомого кадра STX.
Адрес
[ редактировать ]Указывает адрес назначения, реализованный в одной из схем HART. Исходная схема адресации использовала только четыре бита для указания адреса устройства, что ограничивало количество устройств до 16, включая главное.
Новая схема использует 38 бит для указания адреса устройства. Этот адрес запрашивается у устройства с помощью команды 0 или команды 11.
Команда
[ редактировать ]Это однобайтовое числовое значение, указывающее, какая команда должна быть выполнена. Команда 0 и Команда 11 используются для запроса номера устройства.
Количество байтов данных
[ редактировать ]Указывает количество следующих байтов данных связи.
Статус
[ редактировать ]Поле статуса отсутствует у ведущего устройства и имеет размер двух байтов у ведомого устройства. Это поле используется ведомым устройством, чтобы сообщить ведущему, выполнило ли оно задачу и каково его текущее состояние работоспособности.
Данные
[ редактировать ]Данные, содержащиеся в этом поле, зависят от выполняемой команды.
Контрольная сумма
[ редактировать ]Контрольная сумма состоит из операции XOR всех байтов, начиная со стартового байта и заканчивая последним байтом поля данных, включая эти байты.
Коды производителя
[ редактировать ]Каждому производителю, участвующему в конвенции HART, присваивается идентификационный номер. Этот номер передается как часть базовой команды идентификации устройства, используемой при первом подключении к устройству.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ инструменты для инструментов https://instrumentationtools.com/hart-communication-tutorial-part-3/
- ^ Эмерсон https://web.archive.org/web/20181107104043/https://www.automation.com/automation-news/industry/emerson-proves-advancements-in-eddl-electronic-device-description-language- технология , ред. 14 апреля 2005 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Группа ФилдКомм
- Проект с открытым исходным кодом .NET. Архивировано 23 декабря 2017 г. на Wayback Machine.
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
