Dálniční adresovatelný protokol vzdáleného převodníku - Highway Addressable Remote Transducer Protocol
| JELEN | |
|---|---|
| Informace o protokolu | |
| Typ sítě | Zařízení (Process Automation) |
| Fyzická média | 4–20 mA analogové přístrojové vedení nebo 2,4 GHz bezdrátové připojení |
| Topologie sítě | Point-to-point, multidrop, bezdrátová síť |
| Maximální počet zařízení | 15 v multidropu |
| Maximální rychlost | Závisí na použité fyzické vrstvě |
| Adresování zařízení | Hardware / software |
| Vedoucí orgán | FieldComm Group |
| webová stránka | www |
The Komunikační protokol HART (dálkový adresovatelný dálkový převodník) je hybridní analogový + digitální průmyslový automatizovaný otevřený protokol. Jeho nejvýznamnější výhodou je, že může komunikovat po starších analogových proudových smyčkách 4–20 mA a sdílet dvojici vodičů používaných hostitelskými systémy, které jsou pouze analogové. HART je široce používán v procesních a přístrojových systémech od malých automatizačních aplikací až po vysoce sofistikované průmyslové aplikace.
Podle Emersona[1] díky obrovské instalační základně systémů 4–20 mA po celém světě je protokol HART jedním z nejpopulárnějších průmyslových protokolů současnosti. Protokol HART vytvořil dobrý přechodový protokol pro uživatele, kteří chtěli použít starší signály 4–20 mA, ale chtěli implementovat „inteligentní“ protokol.
Protokol byl vyvinut společností Rosemount Inc., postavený na Bell 202 raný komunikační standard v polovině 80. let jako patentovaný digitální komunikační protokol pro jejich inteligentní polní přístroje. Brzy se vyvinul do HART a v roce 1986 byl vyroben otevřený protokol. Od té doby byly možnosti protokolu vylepšeny postupnými revizemi specifikace.
Režimy
Existují dva hlavní provozní režimy přístrojů HART: režim point-to-point (analogový / digitální) a režim multi-drop.
Bod od bodu
V režimu point-to-point jsou digitální signály překryty na 4–20 mA proud smyčky. Proud 4–20 mA i digitální signál jsou platné signalizační protokoly mezi regulátorem a měřicím přístrojem nebo koncovým ovládacím prvkem.
The hlasování adresa přístroje je nastavena na „0“. Na každý signální pár kabelu nástroje lze umístit pouze jeden nástroj. Jeden signál, obecně specifikovaný uživatelem, je specifikován jako signál 4–20 mA. Ostatní signály jsou digitálně vysílány nad signál 4–20 mA. Například tlak lze odeslat jako 4–20 mA, což představuje rozsah tlaků, a teplotu lze odeslat digitálně po stejných vodičích. V režimu point-to-point lze digitální část protokolu HART považovat za určitý druh rozhraní digitální proudové smyčky.
Multi-drop
V multi-drop módu je proud analogové smyčky fixován na 4 mA a je možné mít na signální smyčce více než jeden přístroj.
Revize HART 3 až 5 umožnily dotazovacím adresám nástrojů být v rozsahu 1–15. Revize HART 6 povolila adresy 1 až 63; Revize HART 7 umožňuje adresy 0 až 63. Každý přístroj musí mít jedinečnou adresu.
Struktura paketů
Paket požadavku HART má následující strukturu:
| Název pole | Délka (v bajtech) | Účel |
|---|---|---|
| Preambule | 5–20 | Synchronizace a detekce nosiče |
| Počáteční bajt | 1 | Určuje hlavní číslo |
| Adresa | 1–5 | Určuje slave, Určuje Master a Označuje režim série |
| Expanze | 0–3 | Toto pole je dlouhé 0–3 bajty a jeho délka je uvedena v oddělovači (počáteční bajt) |
| Příkaz | 1 | Numerická hodnota příkazu, který má být proveden |
| Počet datových bytů | 1 | Označuje velikost datového pole |
| Data | 0–255 | Data spojená s příkazem. BACK a ACK musí obsahovat alespoň dva datové bajty. |
| Kontrolní součet | 1 | XOR všech bajtů od počátečního bajtu po poslední bajt dat |
Preambule
V současné době všechna novější zařízení implementují pětibajtovou preambuli, protože něco většího snižuje rychlost komunikace. Mistři jsou však zodpovědní za zpětnou podporu. Hlavní komunikace s novým zařízením začíná maximální délkou preambule (20 bajtů) a později se sníží, jakmile je určena velikost preambule pro aktuální zařízení.
Preambule je: „ff“ „ff“ „ff“ „ff“ „ff“ (5krát ff)
Spustit oddělovač
Tento bajt obsahuje hlavní číslo a určuje, že komunikační paket začíná.
Adresa
Určuje cílovou adresu implementovanou v jednom ze schémat HART. Původní schéma adresování používalo k určení adresy zařízení pouze čtyři bity, což omezilo počet zařízení na 16 včetně hlavní jednotky.
Novější schéma využívá 38 bitů k určení adresy zařízení. Tato adresa je požadována ze zařízení pomocí příkazu 0 nebo příkazu 11.
Příkaz
Jedná se o jednobajtovou číselnou hodnotu představující, který příkaz má být proveden. Příkaz 0 a příkaz 11 se používají k vyžádání čísla zařízení.
Počet datových bytů
Určuje počet bajtů dat komunikace, které mají následovat.
Postavení
Stavové pole pro master chybí a pro slave jsou dva bajty. Toto pole slave používá k informování velitele, zda dokončil úkol a jaký je jeho aktuální zdravotní stav.
Data
Data obsažená v tomto poli závisí na příkazu, který má být proveden.
Kontrolní součet
Kontrolní součet se skládá z XOR všech bajtů počínaje počátečním bajtem a končícím posledním bajtem datového pole, včetně těchto bajtů.
Kódy výrobce
Každému výrobci, který se účastní konvence HART, je přiděleno identifikační číslo. Toto číslo je sděleno jako součást základního příkazu identifikace zařízení použitého při prvním připojení k zařízení. (Všimněte si, že níže uvedený seznam není vyčerpávající a je zastaralý (ze dne 15. listopadu 1996), některé z uvedených společností jsou nyní zaniklé a seznam je neustále v pohybu s novými výrobci vstupujícími na trh. Také v aktuální verzi standardu zařízení hlásí ID kódy v šestnáctkové soustavě namísto desítkové hodnoty.)[2]
Reference
- ^ Emerson http://www.automation.com/content/emerson-proves-advancements-in-eddl-electronic-device-description-language-technology, rev. 2009-09-09
- ^ FieldComm Group https://support.fieldcommgroup.org/en/support/solutions/articles/8000083841-current-list-of-hart-manufacturer-id-codes, vyvoláno 2020-05-04
- ^ HART - SMART Communications Protocol, dokument Common Tables, revize: 9.0, verze: A Nov / 15/96 (HCF_SPEC-183)