HART протокол передачи данных КИПиА приборов

Одним из видов цифровой связи является HART-протокол. Он используется для обеспечения обмена информацией между приемником и полевыми устройствами. Также при помощи данного протокола выполняются некоторые функции шин датчиков. Данные передаются по стандартному токовому сигналу 4-20 мА.

Суть передачи данных через HART-протокол состоит в использовании метода формирования частотно-модулированного сигнала (Frequency Shift Keying) при наложении цифрового сигнала на аналоговый. В этом случае можно отправлять показания измерений, настройки и параметры датчика, исключая аналоговый сигнал.

HART поддерживает передачу данных в обе стороны со скоростью 1200 бит/с и временем отклика 500 мс. Если объект находится во взрывоопасной зоне, то барьер взрывозащиты подключается к устройству через этот вид связи.

Так выглядит сертификат на датчики давления компании Манометр-Сервис:

Существует 2 способа подключения к датчикам:

1. Наложение частотно-модулированного сигнала на аналоговый сигнал. Таким образом, реализуется соединение при настройке полевых устройств, но только для 2 объектов. Сигнал 4-20 мА на выходе пропорционален величине измеряемого параметра.
2. Многоточечная связь. В этом случае датчикам присваиваются уникальные адреса от 1 до 15. Отсюда понятно, что максимальное число подключаемых устройств равно 15. Датчик с нулевым адресом в процессе обмена данными не участвует. Выходному аналоговому сигналу определяется неизменяющаяся величина.

HART протокол работает по принципу master-slave, где мастер инициирует подключение к ведомому устройству. Главными могут быть 2 устройства – это автоматическая система управления или управляющий блок (персональный компьютер, работающий «в поле» либо коммуникатор с соответствующим HART-модемом). Каждое из главных устройств берет на себя управление передачей данных попеременно.

Ведомые датчики отвечают на команды системы управления или блока управления. Во время обмена информацией существует возможность подключать или удалять дополнительные узлы связи, не останавливая процесса.

Для регулировки полевого оборудования может потребоваться определенное программное обеспечение под каждый коммуникатор. Протокол HART – открытый коммуникационный стандарт, но многие производят управляющие модули (коммуникаторы), работающие в паре с приборами той же фирмы.

При настройке датчика через неподдерживаемый коммуникатор или модем получится лишь узнать информацию о значении выходного сигнала, о диапазоне измерения, произвести калибровку нуля.

Преимущества рассматриваемого протокола состоят в следующем:

• сравнительная легкость в регулировании, обслуживании и ремонте;
• возможность разработки оборудования разными производителями;
• высокая достоверность при передаче сигнала.