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技術文章

淺析HART協(xié)議的一些常識問題

點擊次數(shù):623 發(fā)布時間:2015-5-12

1、HART(Highway Addressable Remote Transducer),可尋址遠程傳感器高速通道的開放通信協(xié)議,是美國Rosement公司于1985年推出的一種用于現(xiàn)場智能儀表和控制室設備之間的通信協(xié)議。 HART裝置提供具有相對低的帶寬,適度響應時間的通信,經過10多年的發(fā)展,HART技術在國外已經十分成熟,并已成為智能儀表的工業(yè)標準。
HART協(xié)議采用基于Bell202標準的FSK頻移鍵控信號,在低頻的4-20mA模擬信號上疊加幅度為0.5mA的音頻數(shù)字信號進行雙向數(shù)字通訊,數(shù)據傳輸率為1.2Mbps。由于FSK信號的平均值為0,不影響傳送給控制系統(tǒng)模擬信號的大小,保證了與現(xiàn)有模擬系統(tǒng)的兼容性。在HART協(xié)議通信中主要的變量和控制信息由4-20mA傳送,在需要的情況下,另外的測量、過程參數(shù)、設備組態(tài)、校準、診斷信息通過HART協(xié)議訪問。
HART通信采用的是半雙工的通信方式,其點是在現(xiàn)有模擬信號傳輸線上實現(xiàn)數(shù)字信號通信,屬于模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉變過程中過渡性產品,因而在當前的過渡時期具有較強的市場競爭能力,得到了較快發(fā)展。HART 規(guī)定了一系列命令,按命令方式工作。它有三類命令,*類稱為通用命令,這是所有設備都理解、都執(zhí)行的命令;第二類稱為一般行為命令,所提供的功能可以在許多現(xiàn)場設備(盡管不是全部)中實現(xiàn),這類命令包括z常用的的現(xiàn)場設備的功能庫;第三類稱為殊設備命令,以便于工作在某些設備中實現(xiàn)殊功能,這類命令既可以在基金會中開放使用,又可以為開發(fā)此命令的公司所*。在一個現(xiàn)場設備中通??砂l(fā)現(xiàn)同時存在這三類命令。
HART采用統(tǒng)一的設備描述語言DDL?,F(xiàn)場設備開發(fā)商采用這種標準語言來描述設備性,由HART基金會負責登記管理這些設備描述并把它們編為設備描述字典,主設備運用DDL技術來理解這些設備的性參數(shù)而不必為這些設備開發(fā)接口。但由于這種模擬數(shù)字混合信號制,導致難以開發(fā)出一種能滿足各公司要求的通信接口芯片。HART能利用總線供電,可滿足本質安全防爆要求,并可組成由手持編程器與管理系統(tǒng)主機作為主設備的雙主設備系統(tǒng)。
2、基金會現(xiàn)場總線,即FoudationFieldbus,簡稱FF。它以ISO/OSI開放系統(tǒng)互連模型為基礎,取其物理層、數(shù)據鏈路層、應用層為FF通信模型的相應層次,并在應用層上增加了用戶層。
基金會現(xiàn)場總線分低速H1和高速H2兩種通信速率。H1的傳輸速率為 3125Kbps,通信距離可達 1900m (可加中繼器延長),可支持總線供電,支持本質安全防爆環(huán)境。H2的傳輸速率為 1Mbps和 2.5Mbps兩種,其通信距離為750m和500m。物理傳輸介質可支持比絞線、光纜和無線發(fā)射,協(xié)議符合IEC1158-2標準。其物理媒介的傳輸信號采用曼徹斯編碼,每位發(fā)送數(shù)據的中心位置或是正跳變,或是負跳變。正跳變代表0,負跳變代表1,從而使串行數(shù)據位流中具有足夠的定位信息,以保持發(fā)送雙方的時間同步。接收方既可根據跳變的性來判斷數(shù)據的“1"、“0"狀態(tài),也可根據數(shù)據的中心位置定位。

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