HART協(xié)議，在一些重要的總線現(xiàn)場(chǎng)中，我們通常都會(huì)聽(tīng)到它的名字。那么這個(gè)協(xié)議起到一個(gè)什么作用呢？如何規(guī)定消息結(jié)構(gòu)，以及它的有關(guān)命令種類都有什么呢？本文就將為大家仔細(xì)解答一下。

1､HART(Highway Addressable Remote Transducer),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)Rosement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)10多年的發(fā)展,HART技術(shù)在國(guó)外已經(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)議參照了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的開(kāi)放性互連模型,使用OSI標(biāo)準(zhǔn)的物理層､數(shù)據(jù)鏈路層､應(yīng)用層｡ HART協(xié)議規(guī)定了傳輸?shù)奈锢硇问?#65380;消息結(jié)構(gòu)､數(shù)據(jù)格式和一系列操作命令,是一種主從協(xié)議｡當(dāng)通訊模式為“問(wèn)答式"的時(shí)候,一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備只做出被要求的應(yīng)答｡HART協(xié)議允許系統(tǒng)中存在2個(gè)主機(jī)(如一個(gè)用于系統(tǒng)控制,另一個(gè)是HART通信的手操器),如不需要模擬信號(hào),多點(diǎn)系統(tǒng)中的一對(duì)電纜線上最多可以連接15個(gè)從設(shè)備｡

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｡它有三類命令:

***類稱為通用命令,這是所有設(shè)備都理解､都執(zhí)行的命令;

第二類稱為一般行為命令,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),這類命令包括最常用的的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的功能庫(kù);

第三類稱為特殊設(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)存在這三類命令｡

HART協(xié)議采用統(tǒng)一的設(shè)備描述語(yǔ)言DDL｡現(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)｡

2､基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線,即FoudationFieldbus,簡(jiǎn)稱FF｡它以ISO/OSI開(kāi)放系統(tǒng)互連模型為基礎(chǔ),取其物理層､數(shù)據(jù)鏈路層､應(yīng)用層為FF通信模型的相應(yīng)層次,并在應(yīng)用層上增加了用戶層｡

基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線分低速H1和高速H2兩種通信速率｡H1的傳輸速率為 3125Kbps,通信距離可達(dá) 1900m (可加中繼器延長(zhǎng)),可支持總線供電,支持本質(zhì)安全防爆環(huán)境｡

H2的傳輸速率為 1Mbps和 2.5Mbps兩種,其通信距離為750m和500m｡物理傳輸介質(zhì)可支持比絞線､光纜和無(wú)線發(fā)射,協(xié)議符合IEC1158-2標(biāo)準(zhǔn)｡其物理媒介的傳輸信號(hào)采用曼徹斯特編碼,每位發(fā)送數(shù)據(jù)的中心位置或是正跳變,或是負(fù)跳變｡正跳變代表0,負(fù)跳變代表1,從而使串行數(shù)據(jù)位流中具有足夠的定位信息,以保持發(fā)送雙方的時(shí)間同步｡接收方既可根據(jù)跳變的極性來(lái)判斷數(shù)據(jù)的“1"､“0"狀態(tài),也可根據(jù)數(shù)據(jù)的中心位置精確定位｡