HART仪表在工业生产中的应用

 

HART仪表在工业生产中的应用

【摘 要】HART(可寻址远程高速通讯)协议是当前的过程控制领域广泛使用的主流现场总线之一。具备HART协议通讯能力的现场仪表和设备,在工业生产过程控制中具有诸多优点。本文对HART仪表在工业生产中的应用进行简要分析,希望促进我国工业生产效率的进一步提升。

【关键词】HART;仪表;应用

科学技术水平的提升,智能化技术不断取得突破,在工业生产中,智能化技术已经开始广泛应用。对工业生产过程的控制已经由传统的人工简单控制转变为大规模的智能控制,智能控制离不开自动化的监测仪表。目前,在工业生产控制领域,数字式传输信号逐渐的取代了模拟传输信号,数字式传输系统由多功能计算机和智能仪表以及自动化部件组成,对整个生产过程实现分布式控制。带HART协议的智能仪表由于起到使过程仪表由模拟仪表过渡到数字式仪表的作用,正广泛应用于工业控制领域。

1 HART协议和HART仪表

Highway Addressable Remote Transducer,翻译为中文就是可寻址远程高速通道的开放通信协议,简称“HART协议”。此协议于1985年由美国一家公司率先推出,主要应用于工业生产的中控室设备和现场监测的智能仪表之间通信的通讯协议。当前,随着工业过程控制朝向更高水平的管控一体化方向发展,要实现企业经营、生产管理和过程控制的全面管控一体化,要求生产企业的现场仪表不仅拥有数字信息的通信功能还具备模拟信号的控制功能,而HART协议仪表则满足了上述要求。

1.1 HART协议

HART协议采用的通信方式是FSK频移键控信号,符合BELL 202标准。HART协议将数字信号当作交流信号,然后叠加到低频的4-20mA的直流模拟信号上。”0”对应的位是2.2kHz的正弦波、“1”对应的位是1.2kHz的正弦波,使用调制幅度在0.5mA左右的音频数字信号实现双向的数字通讯。由于FSK信号的平均值为0,信号传输时,对控制系统模拟信号传输的大小没有影响,而且传输时信息比特流被转化为对应的频率,接收时则将频率转化为对应的信息比特流,使该协议能与现有模拟系统较好兼容。

HART协议有三类命令,分别是能够使所有设备都能理解和执行的通用命令;能在许多设备中实现协议提供的功能的一般行为命令;只在部分设备的工作中实现特殊功能的特殊命令。

在HART协议通信中由4 - 20mA直流模拟信号对主要的变量和控制信息进行传送,在设备需要的情况下,另外的许多测量、过程参数、设备组态、校准、

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