hart协议是什么

1. hart协议是什么

HART(Highway
Addressable
Remote
Transducer)，可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议，是美国ROSEMOUNT公司于1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。
HART装置提供具有相对低的带宽，适度响应时间的通信，经过10多年的发展，HART技术在国外已经十分成熟，并已成为全球智能仪表的工业标准。
　　1、HART协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号，在低频的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1.2Mbps。由于FSK信号的平均值为0，不影响传送给控制系统模拟信号的大小，保证了与现有模拟系统的兼容性。在HART协议通信中主要的变量和控制信息由4-20mA传送，在需要的情况下，另外的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过HART协议访问。
　　HART通信采用的是半双工的通信方式，其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信，属于模拟系统向数字系统转变过程中过渡性产品，因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力，得到了较快发展。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。
　　HART采用统一的设备描述语言DDL。现场设备开发商采用这种标准语言来描述设备特性，由HART基金会负责登记管理这些设备描述并把它们编为设备描述字典，主设备运用DDL技术来理解这些设备的特性参数而不必为这些设备开发专用接口。但由于这种模拟数字混合信号制，导致难以开发出一种能满足各公司要求的通信接口芯片。HART能利用总线供电，可满足本质安全防爆要求，并可组成由手持编程器与管理系统主机作为主设备的双主设备系统。绍兴中仪电子生产的HART协议智能手操器，可以支持国内外的压力变送器、温度变送器等产品调节。

2. hart协议是什么

HART(Highway
Addressable
Remote
Transducer)，可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议，是美国ROSEMOUNT公司于1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。
HART装置提供具有相对低的带宽，适度响应时间的通信，经过10多年的发展，HART技术在国外已经十分成熟，并已成为全球智能仪表的工业标准。
　　1、HART协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号，在低频的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1.2Mbps。由于FSK信号的平均值为0，不影响传送给控制系统模拟信号的大小，保证了与现有模拟系统的兼容性。在HART协议通信中主要的变量和控制信息由4-20mA传送，在需要的情况下，另外的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过HART协议访问。
　　HART通信采用的是半双工的通信方式，其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信，属于模拟系统向数字系统转变过程中过渡性产品，因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力，得到了较快发展。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。
　　HART采用统一的设备描述语言DDL。现场设备开发商采用这种标准语言来描述设备特性，由HART基金会负责登记管理这些设备描述并把它们编为设备描述字典，主设备运用DDL技术来理解这些设备的特性参数而不必为这些设备开发专用接口。但由于这种模拟数字混合信号制，导致难以开发出一种能满足各公司要求的通信接口芯片。HART能利用总线供电，可满足本质安全防爆要求，并可组成由手持编程器与管理系统主机作为主设备的双主设备系统。绍兴中仪电子生产的HART协议智能手操器，可以支持国内外的压力变送器、温度变送器等产品调节。

3. HART协议的介绍

HART(Highway Addressable Remote Transducer)，可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议，是美国ROSEMOUNT公司于1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。 HART装置提供具有相对低的带宽，适度响应时间的通信，经过10多年的发展，HART技术在国外已经十分成熟，并已成为全球智能仪表的工业标准。

4. HART协议的简介

1、HART协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号，在低频的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。由于FSK信号的平均值为0，不影响传送给控制系统模拟信号的大小，保证了与现有模拟系统的兼容性。在HART协议通信中主要的变量和控制信息由4-20mA传送，在需要的情况下，另外的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过HART协议访问。HART通信采用的是半双工的通信方式，其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信，属于模拟系统向数字系统转变过程中过渡性产品，因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力，得到了较快发展。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。HART采用统一的设备描述语言DDL。现场设备开发商采用这种标准语言来描述设备特性，由HART基金会负责登记管理这些设备描述并把它们编为设备描述字典，主设备运用DDL技术来理解这些设备的特性参数而不必为这些设备开发专用接口。但由于这种模拟数字混合信号制，导致难以开发出一种能满足各公司要求的通信接口芯片。HART能利用总线供电，可满足本质安全防爆要求，并可组成由手持编程器与管理系统主机作为主设备的双主设备系统。2、基金会现场总线，即FoudationFieldbus,简称FF。它以ISO/OSI开放系统互连模型为基础，取其物理层、数据链路层、应用层为FF通信模型的相应层次，并在应用层上增加了用户层。基金会现场总线分低速H1和高速H2两种通信速率。H1的传输速率为 3125Kbps,通信距离可达 1900m (可加中继器延长)，可支持总线供电，支持本质安全防爆环境。H2的传输速率为 1Mbps和 2.5Mbps两种，其通信距离为750m和500m。物理传输介质可支持比绞线、光缆和无线发射，协议符合IEC1158-2标准。其物理媒介的传输信号采用曼彻斯特编码，每位发送数据的中心位置或是正跳变，或是负跳变。正跳变代表0，负跳变代表1，从而使串行数据位流中具有足够的定位信息，以保持发送双方的时间同步。接收方既可根据跳变的极性来判断数据的“1”、“0”状态，也可根据数据的中心位置精确定位。

5. HART协议的工作方式

“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。　　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

6. HART协议的HART规范

HART协议于80年代后期开发，并于90年代初移交到HART基金会。从那时起，它已经更新了好几次。每一次的协议更新都确保更新向后兼容以前的版本。HART协议当前的版本是7.3版。“7”表示主修订号码，而“3”表示次修订号码。HART协议实现了开放系统互连（OSI）7层协议模型的第1、2、3、4和7层： 定义了协议所支持的命令、响应、数据类型和状态报告。在应用层，协议的公共命令分为四大类：  通用命令 - 提供在所有现场设备都必须实现的功能  常用命令 - 提供很多设备所共有的功能，但并不是所有的现场设备都具有的功能  设备特定命令 - 提供某特定现场设备所特有的功能，由设备制造商所指定  设备系列命令 - 为特定测量类型的仪器提供一套标准化的功能，允许无需使用设备特定指令便能进行完全的通用性访问。

7. HART协议的通用命令

HART命令0：读标识码返回扩展的设备类型代码，版本和设备标识码。请求：无响应：字节0： 254字节1： 制造商ID字节2： 制造商设备类型字节3： 请求的前导符数字节4： 通用命令文档版本号字节5： 变送器规范版本号字节6： 设备软件版本号字节7： 设备硬件版本号字节8： 设备标志字节9-11： 设备ID号HART命令1：读主变量（PV）以浮点类型返回主变量的值。请求：无响应：字节0： 主变量单位代码字节1-4： 主变量HART命令2：读主变量电流值和百分比读主变量电流和百分比，主变量电流总是匹配设备的AO输出电流。百分比没有限制在0-100%之间，如果超过了主变量的范围，会跟踪到传感器的上下限。请求：无响应：字节0-3： 主变量电流，单位毫安字节4-7： 主变量量程百分比HART命令3：读动态变量和主变量电流读主变量电流和4个（最多）预先定义的动态变量，主变量电流总是匹配设备的AO输出电流。每种设备类型都定义的第二、第三和第四变量，如第二变量是传感器温度等。请求：无响应：字节0-3： 主变量电流，单位毫安字节4： 主变量单位代码字节5-8： 主变量字节9： 第二变量单位代码字节10-13：第二变量字节14： 第三变量单位代码字节15-18：第三变量字节19： 第四变量单位代码字节20-23：第四变量HART命令4：保留HART命令5：保留HART命令6：写POLLING地址这是数据链路层管理命令。这个命令写Polling地址到设备，该地址用于控制主变量AO输出和提供设备标识。只有当设备的Polling地址被设成0时，设备的主变量AO才能输出，如果地址是1~15则AO处于不活动状态也不响应应用过程，此时AO被设成最小；并设置传输状态第三位——主变量模拟输出固定；上限/下限报警无效。如果Polling地址被改回0，则主变量AO重新处于活动状态，也能够响应应用过程。请求：字节0： 设备的Polling地址响应：字节0： 设备的Polling地址HART命令7：HART命令8：HART命令9：HART命令10：HART命令11：用设备的Tag读设备的标识这是一个数据链路层管理命令。这个命令返回符合该Tag的设备的扩展类型代码、版本和设备标识码。当收到设备的扩展地址或广播地址时执行该命令。响应消息中的扩展地址和请求的相同。请求：字节0-5： 设备的Tag，ASCII码响应：字节0： 254字节1： 制造商ID代码字节2： 制造商设备类型代码字节3： 请求的前导符数字节4： 通用命令文档版本号字节5： 变送器版本号字节6： 本设备的软件版本号字节7： 本设备的硬件版本号字节8： 设备的Flags字节9-11： 设备的标识号HART命令12：读消息（Message）读设备含有的消息。请求：无响应：字节0-23： 设备消息，ASCIIHART命名13：读标签Tag，描述符Description和日期Date读设备的Tag，Description and Date。请求：无响应：字节0-5： 标签Tag，ASCII字节6-17： 描述符，ASCII字节18-20：日期，分别是日、月、年-1900HART命令14：读主变量传感器信息读主变量传感器序列号、传感器极限/最小精度（Span）单位代码、主变量传感器上限、主变量传感器下限和传感器最小精度。传感器极限/最小精度（Span）单位和主变量的单位相同。请求：无响应：字节0-2： 主变量传感器序列号字节3： 主变量传感器上下限和最小精度单位代码字节4-7： 主变量传感器上限字节8-11： 主变量传感器下限字节12-15：主变量最小精度HART命令15：读主变量输出信息读主变量报警选择代码、主变量传递（Transfer）功能代码、主变量量程单位代码、主变量上限值、主变量下限值、主变量阻尼值、写保护代码和主发行商代码。请求：无响应：字节0： 主变量报警选择代码字节1： 主变量传递Transfer功能代码字节2： 主变量上下量程值单位代码字节3-6： 主变量上限值字节7-10： 主变量下限值字节11-14：主变量阻尼值，单位秒字节15： 写保护代码字节16： 商标发行商代码Private Label Distributor CodeHART命令16：读最终装配号读设备的最终装配号。请求：无响应：字节0-2： 最终装配号HART命令17：写消息写消息到设备。请求：字节0-23： 设备消息，ASCII响应：字节0-23： 设备消息，ASCIIHART命令18：写标签、描述符和日期写标签、描述符和日期到设备。请求：字节0-5： 标签Tag，ASCII字节6-17： 描述符Descriptor，ASCII字节18-20：日期响应：字节0-5： 标签Tag，ASCII字节6-17： 描述符Descriptor，ASCII字节18-20：日期HART命令19：写最后装配号写最后装配号到设备。请求：字节0-2： 最终装配号响应：字节0-2： 最终装配号

8. HART协议的通信优势

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。  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。