专业科普 | HART协议是什么？

栏目：固定式气体检测仪发布时间：2023-07-24

　　在石油、化工、钢铁、制药、电力等行业中，经常出现仪表安装位置恶劣，无法原地调试参数的情况，但如果仪表使用的是HART协议，就可以远程调试。便捷的通信传输，使得很多国内外大型企业指定要求配置HART通信协议。

　　什么是HART协议

　　HART协议是一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议，采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号，在4-20mA模拟信号上叠加幅度为0.5mA的音频数字信号进行双向数字通讯，数据传输率为1.2kbps，代表0和1位值的信号频率分别为2200和1200Hz。

　　该信号叠加在4-20mA的模拟测量信号上，由于FSK信号的平均幅值为0，不影响传送给控制系统的模拟信号大小，保证了与现有模拟系统的兼容性。其数字通信信号的响应时间大约为每秒2-3次数据更新，而且做到不影响模拟信号。HART通信要求最小的回路阻抗为230欧姆。

　　通信模式

　　HART协议有三种不同的通信模式，可以划分成主从模式，阵发模式，点对点模式。

　　01主-从模式

　　HART是主从方式通信协议，这意味着在正常工作时，每一个从设备（现场仪表）的通信是由其主站通信设备发起的。每一个HART回路中可以有两个主站。第一个主站是通常意义的集散系统（DCS）、可编程逻辑控制器、或者个人PC。第二个主站可以是一个手持式终端或者另一台个人PC。从站设备包括变送器、执行机构、以及响应第一主站或第二主站的控制器。

　　02阵发模式

　　某些HART设备支持可选的阵发通信模式。阵发模式支持更快的通信速度（每秒3-4次数据更新）。在阵发模式之下，主站通知从站连续地、使用广播方式传递标准的HART信息（比如过程测量变量值）。主站将一直以此高速方式接收信息直至它通知从站停止广播

　　03点对点连接（POINT-TO-POINT）

　　在点对点连接的方式中，传统的4-20mA信号只是用来传递一个过程变量，而另外的过程变量、配置参数和其它类型的设备数据采用HART协议的数字方式传输。4-20mA信号（变化）对HART信号没有任何影响，而且它依旧可以按平常的方式用以控制。HART数字通信信号允许（用户）使用第二个变量及其它数据从而到达操作、调试、维护和诊断的目的。

　　HART命令系列

　　HART规定了一系列命令，按命令方式工作。

　　它有三类命令，第一类称为通用命令，这是所有设备都理解、都执行的命令；

　　第二类称为一般行为命令，所提供的功能可以在许多现场设备（尽管不是全部）中实现，这类命令包括最常用的现场设备的功能库；

　　第三类称为特殊设备命令，以便于工作在某些设备中实现特殊功能，这类命令既可以在基金会中开放使用，又可以为开发此命令的公司所独有。在一个现场设备中通常可发现同时存在这三类命令。

　　应用场景

　　艾伊科技自主研发的AG316、GT-AF112-R气体检测变送器，就是采用了HART协议，能同时提供标准4-20mA模拟信号及数字信号。此仪表HART协议符合HART7.0版规定，可以用HART手操器或者带此应用的PC与此仪表进行通信。