哈特:对今天和未来都有好处

如今，HART(高速公路可寻址远程换能器)通信协议是智能设备和控制或监控系统之间通过模拟线路发送和接收数字信息的全球标准。此外，WirelessHART的引入极大地扩展了该技术的功能，同时保持了与现有HART设备、工具和系统的兼容性。

ABB自动化产品设备集成管理主管Frank Fengler表示:“尽管基金会现场总线和Profibus等数字现场总线技术在十多年前就进入了市场，但HART今天仍然是市场领导者，市场份额超过90%。”

HART最初是为了将数字通信叠加到4-20 mA信号上而创建的。Endress+Hauser项目和解决方案总监Frank Hils解释说:“主要是为了访问远程或危险的应用程序，在这些应用程序中，叠加的通信可用于配置设备。”“最初它被认为是设备配置的一种随用随弃的解决方案，后来它的数字通信功能不常被使用。”

然而，当数字现场总线通信在行业中得到更广泛的应用和接受时，HART通信的使用也增加了。当用户意识到他们安装的HART设备中有价值的智能信息时，他们就能够更好地利用HART功能。

除此之外，对利用现有数字信息优化资产管理功能的需求也在不断增长。Fengler说:“这导致更多的主机系统启用HART，允许它们在应用程序中读取HART数字信息。”“好处是双重的。一方面，因为设备已经安装好了，只需要很少的额外投资——可能只是一个hart兼容的I/O设备。其次，来自设备的信息可以帮助优化他们的系统，特别是对维护目的有用，并有助于提高生产力。

“通过HART，设备开发设计也有协同作用。在设备和系统之间拥有数据高速公路，可以在不需要额外线路的情况下为设备带来更多功能，特别是对于非时间关键的计算值。如今，尽管越来越多的人正在使用HART功能，但仍有许多用户在他们的工厂中使用支持HART的传统设备，这意味着还有巨大的、未开发的潜力等待着许多工厂运营商。”

因此，如果您正在阅读本文，并想知道如何才能满足管理层日益增长的提高生产率、减少停机时间和更好地管理能源消耗的要求，那么您可能已经安装了解决方案。您只需要看看如何更好地利用已安装的支持hart的设备。

为了从系统中获得最大收益，需要考虑工程实践。Fengler建议:“在设计控制回路时，应始终考虑HART功能。“这甚至可能有助于减少资本支出。例如，如果你不知道一个设备会产生三个值，而你使用三个而不是一个设备来实现所需的任务，这就不是一个成本效益高的设计。”

释放隐藏的潜力

位于纽伦堡的西门子工业自动化部门过程仪器仪表主管Juergen Spitzer博士认为，HART协议仍有潜力释放工厂的隐藏价值。“一个典型的例子是用现代hart支持的系统取代传统控制系统。通过维护已安装的4-20 mA/HART智能现场设备，并安装基础设施来增加WirelessHART设备，以提高未来的灵活性，用户可以实现几个好处，”他说。

“新的‘HART集成’通信基础设施可以更容易地从自动化金字塔的各个层次访问现有的现场设备，‘HART集成’自动化解决方案可以增加工厂的透明度。通过使用HART- ip与WirelessHART网关通信，WirelessHART还可以像有线HART设备一样无缝集成到控制策略中。这使得HART组件和使用以太网的设备之间的通信标准化。这对用户来说是一个重要的好处，因为除了有线连接外，他们还可以使用工业无线局域网(IWLAN)，这可以通过减少电缆和通信组件来节省时间和成本。”

哈特IP

HART-IP被添加到规范中，以帮助系统集成。它作为主机应用程序和支持HART的I/O(如多路复用器和网关)之间的高带宽连接，将HART网络和应用协议层与互联网协议结合起来，以提供与现有IP基础设施的连接。

在评论HART协议的未来时，Fengler看到了一条平行的道路正在出现。“传统思维认为，只有通过控制系统才能将现场级数据传输到管理或业务级别，而控制系统会产生瓶颈。然而，不断增强的数字化能力提供了一条平行路径，允许信息直接从设备级移动到业务系统，消除了控制回路的直接参与或影响控制系统的完整性的需要。HART的优势之一是它能够分离4-20 mA和数字。”

当然，实现这一目标将取决于安装的年龄，但在过去10年内安装的大多数安装几乎肯定已经包含了这种数字提取功能。

物联网中的一个角色

在未来，Fengler预测HART的通信速度会更高。他还预测，将会有更多的IT能力和互联网协议迁移到现场级别。他说:“设备变得越来越强大，我相信基于hart的技术也将在‘物联网’中发挥重要作用。”“HART设备不仅仅是一个设备，它是一个互联网服务器，它提供的信息有多个用户和订阅者。

“我也相信，在未来，数据集中单元(如HMI)和现场设备之间不会有太大的区别，因为设备变得越来越强大。现场设备的价值和层次将变得更高，整体架构将变得更加扁平，HART设备将充当信息服务器。”

艾默生过程管理公司(Emerson Process Management)高级市场经理Jim Cobb认为，HART仪器的主要演变之一是诊断能力的进步。他说:“传统上，诊断只报告设备本身的运行状态。今天，仪表可以报告可能影响阀门控制器的测量或操作能力的外部条件。

设备能够监控信号回路以获得适当的电压，这可以表明接线不良，外壳中有水或电源故障，从而在过程受到影响之前纠正这种情况。流量计可以自动验证其读数，减少校准频率。当读数看起来不错，但与过去的测量结果不一致时，检测‘大规模’错误的能力可以防止不必要的停机，提高安全性。”

艾默生的产品营销经理塞尔吉奥·迪亚兹(Sergio Diaz)认为，HART的最大好处之一是它的简单性。“它使用4-20毫安，所以非常可靠，用户使用起来很舒服。它还与遗留系统兼容，这使得它非常灵活。HART通信基金会继续增加新的功能，这有助于技术的发展。例如，最近它增加了对NAMUR NE 107的支持。”

NAMUR创建了一组关于设备状态报告的建议，以实现现场设备网络安装的更大一致性。许多工厂利用各种技术用于不同的应用，但传统上，诊断信息以不同的方式表示。NE107提供了向整个系统报告事件的标准方式。

“我预计设备制造商现在将开始提供NE 107功能，主机系统也将能够利用这一功能来改进预测诊断，并改善设备诊断可用的所有信息。它应该提供一种标准化的方式来查看来自设备的警报，无论制造商是什么-它们都将以相同的方式报告，提供更一致的方法，”Diaz说，他总结道，艾默生将很快在HART中添加对NAMUR 107建议的支持。

自HART技术问世以来，由于其简单、可靠和互操作性，一直保持着成本效益。因此，如果您的计划需要升级、扩建或新建，请关注HART通信。HART为今天和未来带来了宝贵的利益。

苏珊·吉尔是欧洲控制工程。

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