HART协议简介.ppt

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1、HART协议简介现场总线的发展与展望现场总线产生的必然性当前控制系统（如DCS）存在的问题决策层只能在最高层，对于下层设备很少授权。在高层设备出故障时，下层设备只能维持现状。下层设备间的信息交流困难模拟仪表的缺点一对一结构可靠性差操作员对仪表无法控制互换性差现场总线的发展与展望现场总线的优点一对多结构可靠性高操作员对仪表状态可控互换性好具有互操作性综合功能强，实现仪表多用彻底的分散控制统一组态，简单方便开放式系统传统DCS控制层现代FCS控制层网桥控制器H2分散控制系统总线H2H1H1H1H1H1——低速现场总线31.25kbps2～32个设备/段供电与通信本质安全能利用已有的4～20mA信

2、号线……数字信号取代4～20mA现场的管理与控制的统一一些基本过程控制在现场完成设备非控制信息增加现场总线的分散控制模块a)4～20mA传输标准控制室现场b)现场总线现场总线与控制室仪表连线效率对比控制室仪表手持编程器双向数字传输安全栅调节器指示积算配电安全栅4～20mA配电4～20mA4～20mAa)4～20mA标准b)现场总线标准仪表内部结构对比人机接口控制室仪表变送器数字双向传输微处理器通讯接口通讯接口微处理器A/D放大调理传感器人机接口微处理器A/DD/AI/VV/I调节器4～20mA4～20mA4～20mA变送器V/ID/A微处理器A/D放大调理传感器现场总线的发展现况2000年1

3、月公布的国际标准IEC61158囊括了以下八种总线：FF的H1、FF-HSE、Profibus、INTERBUS、P-NET、WorldFIP、ControlNet、SwiftNet，形成多种总线共同竞争的局面。HART技术作为一种从模拟信号到全数字信号过渡一种通讯协议，特别适合于目前企业的技术和设备的改造。未来的技术发展趋势是全数字化的通讯协议，但由于国际上各大集团对利益分割，无法形成一个统一的数字现场总线的标准。而HART协议作为目前控制行业事实上的工业标准，在近一段时间将会继续大量使用。据HART基金会统计，2000年有75%的智能仪表仍采用HART协议。其估计HART技术在过程工业仍

4、将继续广泛使用至少15～20年。在国内模拟仪表仍大量被使用，HART产品还将具有相当长的生命周期，我们将面临一个巨大的市场。什么是HART协议HART协议（HighwayAddressibleRemoteTransducer）：是Rosemount公司于1986年提出的一项标准。实现4~20mA模拟信号与数字通讯兼容的标准，是现场总线的过渡性标准。HART协议是一个开放性协议，已成为智能仪表事实上的工业标准：1996年，HART协议产品产量为60万台，Fisher-Rosemount公司的25万台变送器中HART协议产品约占76%。专家们预计，HART在国际上的使用寿命为15~20年，在国内

5、由于客观条件所限，这个时间会更长一些。HART不是真正的现场总线，而是从模拟控制系统向现场总线过渡的一块踏脚石。HART协议简介HART协议：HighwayAddressableRemoteTransducer（可寻址远程传感器数据公路），是由Rosemount公司提出的用于现场智能仪表和控制室设备间通讯的一个过渡性协议。HART通讯协议参照“ISO/OSI”的模型标准，简化并引用其中的1，2，7三层制定而成，即：物理层、数据链路层和应用层。HART协议HART协议层次HART协议物理层采用了Bell202标准的FSK频移键控技术。实现了4~20mA模拟信号与数字通信的兼容。设备通信距离15

6、00m。HART数据链路层通信方式主从式通信由主设备来控制数据帧的传送最多允许15个从设备连接到一条多点通讯线上突发模式从设备定时重复发送数据帧半双工通讯方式寻址范围：0~15当地址为0时，处于4~20mADC与数字通信兼容状态。当地址为1~15时，则处于全数字通信状态。HART数据链路层通讯帧格式PREMBCNTDELMSTATUSADDRDATACMDCHKPREM:Preamble序文BCNT:Bycount字节数DELM:Delimiter起始字符STATUS:变送器通讯状态ADDR:Address地址（源地址和目的地址）DATA:通讯数据CMD:Command命令号CHK:Chec

7、ksum校验和数据帧长度不固定，最长25个字节。HART协议应用层通用命令(UniversalCommend)：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协议应用层普通应用命令(Com