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HART協(xié)議是總線協(xié)議嗎?
2018-01-15
現(xiàn)場總線是當(dāng)今自動化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點之一，被譽為自動化領(lǐng)域的計算機局域網(wǎng)。它的出現(xiàn)為分布式控制系統(tǒng)實現(xiàn)各節(jié)點之間實時、可靠的數(shù)據(jù)通信提供了強有力的技術(shù)支持?？偩€協(xié)議廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場智能儀表和控制室之間，是一種通信協(xié)議。例如：CAN總線協(xié)議，Profibus總線協(xié)議等，那么HART協(xié)議是總線協(xié)議嗎？
由于HART通信協(xié)議采用的是半雙工的通信方式，按照現(xiàn)場總線的定義，HART通信協(xié)議并不完全符合現(xiàn)場總線技術(shù)的要求?？梢哉f它并不是真正意義上的現(xiàn)場總線技術(shù)，只是模擬系統(tǒng)向數(shù)字總線之間的一種過渡措施。因而在當(dāng)前的過渡時期具有較強的市場競爭能力，得到了較快發(fā)展。
HART協(xié)議采用基于Bell202標準的FSK頻移鍵控信號，在低頻的4～20mA模擬信號上疊加幅度為0.5mA的音頻數(shù)字信號進行雙向數(shù)字通訊，數(shù)據(jù)傳輸率為1.2kbps。由于FSK信號的平均值為0，不影響傳送給控制系統(tǒng)模擬信號的大小，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，另外的測量、過程參數(shù)、設(shè)備組態(tài)、校準、診斷信息通過HART協(xié)議訪問。
HART規(guī)定了一系列命令，按命令方式工作。它有三類命令，第一類稱為通用命令，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)場設(shè)備（盡管不是全部）中實現(xiàn)，這類命令包括最常用的的現(xiàn)場設(shè)備的功能庫；第三類稱為特殊設(shè)備命令，以便于工作在某些設(shè)備中實現(xiàn)特殊功能，這類命令既可以在基金會中開放使用，又可以為開發(fā)此命令的公司所獨有。在一個現(xiàn)場設(shè)備中通常可發(fā)現(xiàn)同時存在這三類命令。
HART采用統(tǒng)一的設(shè)備描述語言DDL。現(xiàn)場設(shè)備開發(fā)商采用這種標準語言來描述設(shè)備特性，由HART基金會負責(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)備運用DDL技術(shù)來理解這些設(shè)備的特性參數(shù)而不必為這些設(shè)備開發(fā)專用接口。但由于這種模擬數(shù)字混合信號制，導(dǎo)致難以開發(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)主機作為主設(shè)備的雙主設(shè)備系統(tǒng)。
HART協(xié)議與其它總線協(xié)議的區(qū)別：
一、現(xiàn)場總線采用真正的全數(shù)字通信，而HART是以FSK方式疊加在原有的4～20mA模擬信號上的，因此可以直接聯(lián)入現(xiàn)有的DCS系統(tǒng)中而不需要重新組態(tài)。
二、現(xiàn)場總線多采用多點連接，HART協(xié)議一般僅在做監(jiān)測運用的時候才會采用多點連接方式。
三、用現(xiàn)場總線組成的控制系統(tǒng)中，設(shè)備間可以直接進行通信，而不需要經(jīng)過主機干預(yù)?！?br /> 四、現(xiàn)場總線設(shè)備相對HART設(shè)備而言，可以提供更多的診斷信息。
總之，現(xiàn)場總線設(shè)備適用于高速的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，而HART設(shè)備的優(yōu)越性則體現(xiàn)在與現(xiàn)有模擬系統(tǒng)的兼容上。
以上就是有關(guān)“HART協(xié)議是總線協(xié)議嗎”的相關(guān)介紹，如欲了解更多料位開關(guān)、液位開關(guān)、液位計等物位測量儀表方面的知識，歡迎關(guān)注微信公眾號：Jiweimeter。
由于HART通信協(xié)議采用的是半雙工的通信方式，按照現(xiàn)場總線的定義，HART通信協(xié)議并不完全符合現(xiàn)場總線技術(shù)的要求?？梢哉f它并不是真正意義上的現(xiàn)場總線技術(shù)，只是模擬系統(tǒng)向數(shù)字總線之間的一種過渡措施。因而在當(dāng)前的過渡時期具有較強的市場競爭能力，得到了較快發(fā)展。
HART協(xié)議采用基于Bell202標準的FSK頻移鍵控信號，在低頻的4～20mA模擬信號上疊加幅度為0.5mA的音頻數(shù)字信號進行雙向數(shù)字通訊，數(shù)據(jù)傳輸率為1.2kbps。由于FSK信號的平均值為0，不影響傳送給控制系統(tǒng)模擬信號的大小，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，另外的測量、過程參數(shù)、設(shè)備組態(tài)、校準、診斷信息通過HART協(xié)議訪問。
HART規(guī)定了一系列命令，按命令方式工作。它有三類命令，第一類稱為通用命令，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)場設(shè)備（盡管不是全部）中實現(xiàn)，這類命令包括最常用的的現(xiàn)場設(shè)備的功能庫；第三類稱為特殊設(shè)備命令，以便于工作在某些設(shè)備中實現(xiàn)特殊功能，這類命令既可以在基金會中開放使用，又可以為開發(fā)此命令的公司所獨有。在一個現(xiàn)場設(shè)備中通常可發(fā)現(xiàn)同時存在這三類命令。
HART采用統(tǒng)一的設(shè)備描述語言DDL。現(xiàn)場設(shè)備開發(fā)商采用這種標準語言來描述設(shè)備特性，由HART基金會負責(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)備運用DDL技術(shù)來理解這些設(shè)備的特性參數(shù)而不必為這些設(shè)備開發(fā)專用接口。但由于這種模擬數(shù)字混合信號制，導(dǎo)致難以開發(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)主機作為主設(shè)備的雙主設(shè)備系統(tǒng)。
HART協(xié)議與其它總線協(xié)議的區(qū)別：
一、現(xiàn)場總線采用真正的全數(shù)字通信，而HART是以FSK方式疊加在原有的4～20mA模擬信號上的，因此可以直接聯(lián)入現(xiàn)有的DCS系統(tǒng)中而不需要重新組態(tài)。
二、現(xiàn)場總線多采用多點連接，HART協(xié)議一般僅在做監(jiān)測運用的時候才會采用多點連接方式。
三、用現(xiàn)場總線組成的控制系統(tǒng)中，設(shè)備間可以直接進行通信，而不需要經(jīng)過主機干預(yù)?！?br /> 四、現(xiàn)場總線設(shè)備相對HART設(shè)備而言，可以提供更多的診斷信息。
總之，現(xiàn)場總線設(shè)備適用于高速的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，而HART設(shè)備的優(yōu)越性則體現(xiàn)在與現(xiàn)有模擬系統(tǒng)的兼容上。
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（深圳計為自動化技術(shù)有限公司研發(fā)中心2018年1月15日發(fā)布）
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