HART通讯协议简介.doc

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1、HART通讯协议简介HART(HighwayAddressableRemoteTransducer),可寻址远稈传感器高速通道的开放通信协议，是美国Rosement公司推岀的一种川于现场智能仪表和控制室设备Z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，经过多年的发展，HART技术在国外己经十分成熟，并已成为全球智能仪表的T业标准。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

2、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也在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T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屮过渡性产品，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

3、为命令，所提供的功能可以在许多现场设备(尽管不是全部)屮实现，这类命令包括最常用的现场设备的功能库；笫三类称为特殊设备命令，以便于工作在某些设备屮实现特殊功能，这类命令既可以在基金会屮开放使用，又可以为开发此命令的公司所独有。在一个现场设备屮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DDLo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

4、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，可满足木质安全防爆要求，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。HART通信协议综述1概述HART协议已经有很长一段时间了，它仍然是一种很好的选择。HART是工厂H动化领域屮采用的一种通信协议。虽然每种协议祁有其各白的优点，但就综合性能而言，HART是最佳的解决方案：它可获取增值设备和数字方式的诊断信息，同时还可以与现有的4-20mA白动化结构体系相兼容。2HART是什么？HART（“可寻址远程传感器数据公路”）通信协议，是为丁业过程测量和控制应用

5、而设计。我们将其称为混合协议是因为它将模拟量和数字量通信相融合。它既支持4-20mA模拟信号的单变量通信，也可以将附加信息以数字信号的方式迸•行通信。数字信息以低电平调制方式加载在标准的4-20mA电流冋路上。由于采用标准的可以从模拟信号屮去除的过滤技术，数字信号并不会影响模拟量信号的读数。能够传送上述叠加的数字信息是实现HART的重要功能的基础。3HART协议信息结构形式HART协议由Rosemount公司开发且已向每个使用者开放HART协议采用标准的Bell202频移键控信号以1200波特通信以低电平加载于4mA~20mA模拟

6、信号上由于载波信号的平均值为零所以它对模拟信号没有影响使用两种不同的频率1200Hz和2200Hz分别代表二进制的1和0每个信息包含源地址目的地址和一个用于检测传送信息正误的校验和。附图1HART协议信息结构形式4物理信号连接冋路：在连接一个现场装置的I叫路屮电源变送器和负载电阻可以任意顺序连接且接地点亦可任意选择手持终端或主站通讯电路不能育接跨接在电源两端HART规范允许负载电阻为230-600有些HART装置采用就地电源提供激励以获得4mA-20mA输出和HART通信而不是采用上述二线制方案在多点运行时可以电流

7、川路和激励电源

8、共用一对线路也可以采用三线制由于三绞电缆不易得到所以这种混合系统必须由两对双绞线构成并在负载电阻处连接在一起。装置特性：为使HART系统的设计简化以便在不必详细了解系统内各装置的情况下就能方便的构成系统必须限制以装置的阻抗。信号衰减与失真一65何限制：任何网络都含有电阻和电容从而将引起传输信号的衰减延迟或相移为确保负载电阻两端的HART信号可靠的接收从现场来的信号衰减不能超过3db为确保上述条件得到满足HART规范要求最小截I卜濒率稍高于最高HART信号频率由电阻电容组合的RC时间常数值小于65ps。在简单的HART系统屮电阻是负

9、载电阻与电缆电阻Z和电容是电缆电容与所联装置电容Z和电缆超过儿米后其电阻和电容对RC时间常数的影响不能忽略。电源：用于驱动HART冋路的电源应满足附表1要求。附表1用于HART冋路的电源要求5信息编码、信息结构与转换程序HART协议的主从结构意味着