HART协议如何应用
hart 协议
hart 协议Hart协议是一种工业通讯协议，旨在实现智能领域设备与现场仪表的互联互通。
Hart（Highway Addressable Remote Transducer）协议最初由Rosemount公司在1985年推出，被广泛应用于现场仪表和控制系统中。
Hart协议的特点之一是将数字信号与模拟信号进行了有机结合。
通过双线制的通信方式，Hart协议能够在模拟信号传输的同时，通过数字通信方式发送监测和控制数据。
这种设计使得Hart协议兼容于各种类型的传感器和执行器，有效利用了现有的设备资源。
同时，Hart协议还支持多个设备的透明通信，可以在电缆线路上轻松传输多个设备的数据。
Hart协议的另一个特点是能够通过周期性轮询方式进行通信。
主机设备通过发送查询命令，从设备收集实时数据，并通过特定的应答方式返回给主机。
这种通信方式可以实时监测设备的状态，并及时进行故障诊断和维护。
此外，Hart协议还支持从设备主动报警功能，当设备出现异常情况时，可通过Hart协议向主机发送报警信息，提醒操作人员进行处理。
在Hart协议中，数据的传输速率较低，通常为1200bps。
这是因为Hart协议主要应用于工业环境，对实时性和稳定性有较高要求，而不是数据的传输速率。
通过采用低速传输，Hart协议可以减少传输误码率，提升通信可靠性。
此外，Hart协议还采用了可靠性较高的调制解调技术，保证了通信数据的完整性和准确性。
Hart协议广泛应用于各种工业控制领域，包括制药、化工、电力等。
通过Hart协议，现场仪表可以与控制系统实现双向通信，实时传输和调整控制参数。
这大大提高了现场设备的智能化水平，减少了维护成本和设备故障率。
同时，Hart协议还支持多种设备接入，可实现多种不同类型的设备集成和管理，提升了系统的可扩展性和灵活性。
总之，Hart协议作为一种高效可靠的工业通讯协议，为智能领域设备与现场仪表之间的互联互通提供了有力的支持。
通过Hart协议，设备之间可以实现双向通信，并实时传输和调整控制参数。
hart协议
Hart协议概述Hart协议是一种数字通信协议，用于在工业控制系统中传输和管理仪器设备的数据。
它是由Hart Communication Foundation（HCF）开发和维护的开放标准，并被广泛使用于各种工业领域，如化工、石油和天然气开采、制药等。
本文将介绍Hart协议的基本原理、功能特点以及应用场景。
基本原理Hart协议采用与4-20mA模拟信号共享同一根通信电缆的方式进行数据传输。
它利用非复用的双频FSK（频移键控）调制技术将数字信号叠加到模拟信号上。
模拟信号用于提供设备的主要功能，而数字信号则用于传输设备的参数、状态和诊断信息。
这种双通道通信方式使得Hart协议兼容于既有的模拟信号系统，不会对系统架构进行较大改动。
功能特点以下是Hart协议的主要功能特点：1.双向通信：Hart协议支持主站与从站之间的双向通信，主站可以通过发送指令来获取从站的数据，并对从站进行设定、校准等操作。
2.多点连接：Hart协议可以支持多个从站与一个主站的连接。
这种布线方式节省了通信电缆的使用，减少了系统成本。
3.远程配置和维护：Hart协议允许主站通过控制命令对从站进行远程配置和维护。
这样，工程人员可以通过主站直接对设备进行参数设置、调试和故障排除，无需现场操作。
4.设备诊断：Hart协议提供了丰富的设备诊断功能，可以实时监测设备的状态、故障和异常情况，并通过数字信号传输到主站。
5.可扩展性：Hart协议支持在现有设备上进行软件升级，以实现新的功能和性能提升，而无需更换硬件。
应用场景Hart协议在许多工业领域得到了广泛的应用，下面是一些典型的应用场景：1.流量计和压力传感器：Hart协议可以用于读取和控制流量计和压力传感器的数据。
它可以实时监测流量和压力的变化，并适时对设备进行调整和维护。
2.温度控制系统：Hart协议可以用于与温度传感器通信，实现对温度控制系统的远程监测和调整。
3.液位传感器：Hart协议可以用于与液位传感器通信，实时监测液位变化并进行报警和控制。
HART协议的应用
HART协议的应用摘要：在现代企业，仪表的发展已经有简单的现场一次表，二次表发展到DSC控制网络互联的综合检测，控制系统相应地企业对仪表维护工的要求月由单一的仪表知识提高到对综合知识的掌握.目前在石油化工等企业中为了提高仪表测量精度大量的使用智能仪表,在只能化仪表中大多数采用的协议标准为HART协议,为了保障独石化生产及提高维护质量,所以仪表工应该对HART协议器有了前面的了解.随着生产效率的提高,生产的自动化程序及安全可靠的性能要求与日俱增.首先了解HART的原理和层次结构然后针对现场仪表进行具体的参数设顶.关键词:HART协议,现场总线,HART结构,频移键空,智能变送器.HART协议的简介:HART可寻址远程传感器高速通道的开度通信协议是美国ROSEMEN公司与1985年推出的一种用与现场智能表和控制设备之间的通信协议.HART装置是提供具有相低的带宽,适合响应时间的通信并已成为全球智能仪表的工业标准HART协议采用于在低频的4~20MA模拟信号上叠加幅度为0.5MA的高频数字信号进行双响数字通讯数据传输率为1.25mbps由于FSK信号的平均值为零,不影响送给控制模拟信号的大小,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4~20MA传送,有需要的情况下另外的测量,过程参数,设备组态标准,诊断信息通过HART协议访问1.HART智能终端的操作1.1 在线通讯条件1.1.1 接线采用HART智能终端可在控制室,现场及回路的任一点处与变送器通讯.连接电与电源之间必须具有一个至少250 的电阻与变送器并联.1.1.2 在线通讯条件通讯回路技术要求:电压:16~42V DC负载电阻:250~600 (含电缆电阻)电缆最小尺寸:24A WG电缆种类:带屏蔽单芯双绞线,双芯双绞线屏蔽双绞线最大长度:(3.084m)多芯绞线最大长度:(1.524m)1结果,使用者就能容易的通过选择菜单来实现各种功能.将HART智能终端于变送器相连,通电后(图2.2.1)显示“online”菜单，你可以用下述方法调用一条菜单命令：1．用键突出显示菜单中的一个命令，然后按键.2. 按命令旁边的数字键.★如要返回上一个显示,键.★如果被显示,按相应的功能键.●功能键说明2.3参数32.3.1参数的用途和选择首先介绍参数设定方法前,请参看下表归纳的在何时使用何种参数的说明.★注意:数据结束后,请不要立刻切断变送器电源.若在参数设定后,30秒内切断变送器电源,该项设定操作将失败,参数返回设定前的数据.2.3.2参数设置45(1) 位号( TAG NO.)要变更位号,首先要知道 数据的输入,设定以及发送;按下ENTER 键,在HART 智能终端中输入的数据将被确认.然后按SEND(F2),数据发送至变送器.这是应该要注意,若不按下SEND(F2)键,将不会更改变送器的设置.另外,用HART 智能终端设定的全部数据在电源关闭之前都存储在存储器内,故可一次将所有数据发送到变送器中. 操作步骤如下: 在设定画面下输入数据调出[Tag] 设定画面1. Device setup2. Basic setup 1.Tag（1显示出上述设定画面后,可以按以下操作输入数据输入文字操作显示两键 FF 按下FI IFICCFIC-FIC-1 1 FIC-1A A删除文字 (DEL) FIC-1A显示 操作6（ENTER ） ◆输入数据后，按下[ENTER]（F4）键，将数据存储到HART 智能终端中。
hart通讯协议及应用
定界符
地址
命令号
字节长度
数据字节
校验和
链路同步码
定界符
地址
命令号
字节长度
响应码
数据字节
校验和
ＨＡＲＴ请求帧/应答帧格式
链路同步码:ＨＡＲＴ协议采用2到20个十六进制的“ＦＦ”字节作为接收设备的同步信息,主设备或控制系统可通过链路层管理命令设定同步字节个数。
定界符:表示ＨＡＲＴ帧的开始,定义了帧的类型及寻址格式。根据定界符的低3位ｂ2ｂ1ｂ0可以把ＨＡＲＴ帧分为请求帧、应答帧和阵发帧。根据定界符的最高位ｂ7可以把ＨＡＲＴ帧寻址信息分为长格式和短格式,如表1所示。
1.ＨＡＲＴ协议
ＨＡＲＴ协议采用在4～20ｍＡ模拟信号上叠加音频数字信号进行双向数字通讯,而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。ＨＡＲＴ协议遵循ＩＳＯ制订的ＯＳＩ开放式系统互连参考模型,采用了ＯＳＩ模型的第一层、第二层和第七层,即物理层、数据链路层和应用层。
用户层
应用层
命令号:表示现场仪表所要执行的功能,命令号的有效范围为0～255。
字节长度:表示后续数据的长度,表示ＨＡＲＴ帧的结束位置。
响应码:应答帧包含长度为两个字节的响应字,第一字节表示数据通讯状态及现场仪表命令执行结果,当ｂ7=1时,数据通讯出错,后续位代表了错误类型,如:奇/偶校验错,水平校验和错,数据帧错等;当ｂ7=0时,表示现场仪表命令执行结果状态,如:命令未执行,命令执行出错,命令执行警告。第二字节表示现场仪表的工作状态,如:变量超限、模拟输出饱和、仪表误操作等,保证了现场仪表数据的可靠性及仪表工作的安全性。
为满足工业过程对ＨＡＲＴ协议的日益需求,在1993年成立ＨＡＲＴ通讯基金会。ＨＡＲＴ基金会是一个独立的、非盈利机构,它的主要职责是制订、维护及升级ＨＡＲＴ协议标准,登记注册会员、提供对应用ＨＡＲＴ技术在全球范围内的技术支持和培训。目前,世界上已有60%的智能仪表采用了ＨＡＲＴ协议,主要的仪表供应厂商都提供支持ＨＡＲＴ协议的智能仪表,如ＨＯＮＥＹＷＥＬＬ、ＦＯＸＢＯＲＯ、ＡＢＢ、Ｅ＆Ｈ、ＳＭＡＲ等仪表制造商。专家预测到2000年约有75%的智能仪表支持ＨＡＲＴ协议,开发符合ＨＡＲＴ协议的新类型仪表和制造厂商正持续快速增长。
HART现场通信协议
HART现场通信协议HART（Highway Addressable Remote Transducer）是一种数字通信协议，广泛应用于工业过程控制系统中，用于传输和管理现场设备的数据和命令。
本文将介绍HART协议的基本原理、应用范围以及优势。
一、HART协议简介HART协议是由霍尼韦尔公司开发的一种双向通信协议，旨在提高工业过程控制系统的可靠性和效率。
它通过在现有模拟信号传输线路上叠加数字通信信号，实现数字和模拟信号的同时传输，使得现场设备既可以使用模拟信号进行传感和控制，又可以通过数字信号进行数据通信。
HART协议的通信方式可以分为普通模式和扩展模式两种。
普通模式下，HART设备通过在模拟信号线路上叠加FSK（Frequency Shift Keying）调制的数字信号进行通信，每个数字信号占据一个特定的频段，从而不影响基本的模拟信号传输。
扩展模式则在普通模式的基础上，增加了更高的通信速率和更复杂的通信功能。
二、HART协议的应用范围HART协议广泛应用于各种工业过程控制系统中，特别适用于以下情况：1. 冗余系统：在工业过程控制系统中，为了提高可靠性和安全性，通常会采用冗余系统，即多个设备同时运行，以备份和故障转移。
HART协议能够实现设备之间的双向通信，方便对冗余系统的监控和控制。
2. 设备管理：HART协议可以为现场设备提供远程配置和管理功能，通过数字通信实现对设备参数的读取和设置。
这使得设备的维护和调试更加便捷，减少了人工操作的工作量和潜在风险。
3. 智能仪表：HART协议支持智能仪表的应用，通过数字信号传输实时数据和设备状态。
智能仪表可以对数据进行处理和分析，提供更准确和可靠的测量结果。
4. 资产管理：HART协议还支持现场设备的故障诊断功能，能够实时监测设备的运行状态，并通过数字通信传输故障信息。
这有助于提前发现设备故障，及时采取维修措施，减少生产停机时间和损失。
三、HART协议的优势HART协议相比于传统的模拟信号传输方式，具有以下优势：1. 兼容性：HART协议可以在现有的4-20mA模拟信号传输线路上叠加数字通信信号，不需要对现有硬件和设备进行大规模改造。
HART协议在智能电磁流量计中的应用
HART协议在智能电磁流量计中的应用1 引言HART，即Highway Addressable Remote Transducer，是可寻址远程传感器高速公路的简称，最早由美国Rosemount公司开发并得到八十多家著名仪表公司的支持,其特点是在不干扰4～20mA模拟信号的同时允许双向数字通讯。
符合HART协议的智能电磁流量计不仅可以实现各种流量的检测和就地显示，还可以通过上位计进行远程设定，改变流量计的零点、量程，以及完成自诊断等功能，在很大程度上方便了流量计的使用和维护，因而具有较强的市场竞争力。
[1]本文讨论基于HART协议智能电磁流量计具体实现的技术问题,一是要解决硬件电路的设计问题，二是要讨论实现HART协议命令集编程及上位机软件的实现。
2 HART协议简介HART协议遵循ISO制订的OSI 开放式系统互连参考模型，采用了OSI 模型的第一层、第二层和第七层，即物理层、数据链路层和应用层。
2.1 物理层规范HART 协议采用美国电话通讯系统Bell202频移键控(FSK)标准，在4～20mA的模拟±0.5mA的正弦波，波特率是1200bps。
因为所叠加的正弦信号平均值为0，而且相位连续频移键控技术要求在波特率为1200Hz的数据位1 和0 的边界的相位角是连续的，所以数字通讯信号不会影响4～20mA的模拟信号。
2.2 数据链路层规范[2][3]这一部分协议规定了HART 帧的格式，实现建立、维护、数据链路通讯功能，HART协议根据冗余检错码信息，通过差错检测机制和采用自动重发请求协议（ARQ），实现通讯数据无差错传送。
与协议相关的数据传输是以帧的形式实现的。
帧是用户控制和寻址信息对用户数据的封装，只有帧中的字节记数结束且经过了差错检验接收正确无误或是物理层通知信号传输终止（如检测不到载波）之后才可以进行帧的识别。
HART 帧的格式如图1所示。
图1PREAMBLE前导信号。
DELIM 定界符：一个独特的或是最容易识别的字符。
har协议与har仪表的应用
HART协议与HART仪表的应用HART协议与HART仪表的应用摘要：HART协议发展迅速，通过对HART仪表的应用，可以为现代化的工厂带来各种实际的效益。
关键词：HART协议仪表应用现代工业生产中存在着各种不同的现场设备，要想很好地使用他们，完善的通讯协议是必须的。
HART协议最初是由美国Rosemount 公司开发，已应用了多年。
全世界有多达三千万台HART仪表安装在各种工厂。
至今，世界各地的工业提供商制造的智能仪表中有超过75%的仪表安装了HART协议。
一、HART仪表简介HART协议使用频移键控（FSK）技术，在4～20mA信号过程量上叠加一个Bell202标准的FSK信号，成功地把模拟信号和数字信号结合双向同时通讯，而不互相干扰。
每个HART设备有一个唯一的38位地址，这个地址由制造商ID代码、设备类型代码和设备唯一标识符组成。
所有设备在制造时这个唯一的地址编码已经被写入。
HART的主机只有知道了现场设备的地址之后才能与其成功通信。
HART的主机还可以通过发布一个命令使从设备回应，让其回应地址。
数据链路层规定HART协议帧的格式，可寻址范围0～15（HART5）或者0～63（HART7），当仪表的地址为“0”时，仪表处于4～20 mA及数字信号点对点模式，现场仪表与两个数字通信主设备（也称作通信设备或主设备）之间采用特定的串行通信，主设备包括PC机、DCS或手持通信器。
仪表地址为除零以外任何值时，仪表处于全数字通信状态（多点模式），通信模式有“问答”式、“突发”式。
按问答式工作时的数据更新速率为2～3次/s，按突发式工作时的数据更新速率为3～4次/s。
这些工作方式尤其适用于远程监控，如石化系统和油罐区等。
采用多点模式，4～20mA的模拟输出信号不再有效，模拟值为4mA使功耗最小，并且为设备供电，系统依次读取传输线上的多台现场仪表的所需数据。
HART协议根据冗余检错码信息，采用自动重复请求发送机制，消除由于线路噪声或其他干扰引起的数据误码，实现数据无差错传送。
HART协议
HART协议
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HART协议应用层 HART协议应用层
通用命令(Universal Commend)： 通用命令 ：
对所有符合HART协议的现场设备都适用的命令。 包括以下内容： 读变送器的量程、单位以及阻尼时间常数； 读出传感器串联数目及其限制； 写入轮询地址； 读出制造厂及产品型号； 读出主变量及单位； 读出电流的输出及百分比输出； 读写8个字符的标牌号，16个字符的描述内容以及 日期等。
HART协议
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HART协议的优点 HART协议的优点
三、多变量仪表 数字通信模式下，一对电缆可以处理多个变量。例如，一 个变送器可以处理多个传感器的输入。在一个报文中能处理 4个过程变量。在任一现场仪表中，HART协议支持256个过 程变量。
HART协议
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HART协议的优点 HART协议的优点
OSI模型，即开放式通信系统互联参考模 型，是国际标准化组织(ISO)提出的一个 试图使各种计算机在世界范围内互连为 网络的标准框架，简称OSI。这个模型把 网络通信的工作分为7层。
HART协议层次结构 HART协议层次结构
OSI层次 层次 第七层 第六层 第五层 第四层 第三层 第二层 第一层 应用层Application 表示层Presentation 会话层Session 传输层Transport 网络层Network 数据链路层Data Link 物理层Physical 规则协议 Bell 202 未使用 HART层次 层次 HART命令
传感器
仪表卡
通讯卡
显示卡
带有HART通讯协议的智能仪表的 硬件系统电路采用模块化设计，主 要包括传感器模块、MCU模块、 HART通讯模块和人机界面模块四 部分。
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HART协议的应用
天津三格电子的HART协议即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。
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，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，经过10多年的发展，HART技术在国内外已经十分成熟，并已成为全球智能仪表的工业标准。
在这个自动化的时代里，越来越多的工程师将繁杂的工作趋于简单化。
HART的出现使工程师告别了去现场获得设备信息的时代。
HART通信优势在于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，MB：130七二二零八零八三。
HART协议在现实生活中的应用案例有很多，例如水电表的远程抄表系统，就是通过如RS485接口线通信方式将采集的数据传输到采集器中，采集器可以保存电表上的小时、日、月数据，最后由管理中心集中处理，管理者通过电脑进行远程抄表，从而大大降低了人力和财力的支出。
但是现在的仪表大多采用的是HART协议的通信方式，而采集器与仪表的通信方式是485，所以在二者之间就需要一个转换器将二者联系起来。
HART转Modbus转换器可以将二者完美的联系起来。
天津三格电子的HART转Modbus转换器具有7-24V宽电压供电，小于1500mW的低功耗，输出接口配置了1路RS485，1路RS232,最多可同时接入8路HART，通信速率最快可以达到115200bps，其波特率以及工作方式可在配置软件中进行更改，如图二
图二
图综上所述，HART总线的出现使自动化工业又向前迈出了一大步，为国内生产的大量模拟信号仪器仪表提供了低成本智能化的改进，使整个系统设备更加的趋于智能化，在大大提高了工作效率的同时也降低了企业的运行成本，降低了环境对人身的伤害。
所以智能化，简单化，便捷化将是未来自动化工业的发展趋势，也将人们的生活变得更加方便和快捷。