混合通信:HART的近距离观察
你是否觉得在建造过程工厂时安装的基于4-20 ma的旧控制系统被卡住了?最初安装的系统是最先进的，但设计初衷并不是为了提供所有必要的信息来简化流程，并为现在的老工厂带来盈利。
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你是否觉得在建造过程工厂时安装的基于4-20 ma的旧控制系统被卡住了?
最初安装的系统是最先进的，但设计初衷并不是为了提供所有必要的信息来简化流程，并为现在的老工厂带来盈利。控制工程师要做什么?随着许多加工厂的规模，改造一个完整的控制系统以提供额外的信息是一项重大任务。总线系统通常是控制工程师不熟悉的领域。更换所有旧的离散铜线和现场设备似乎很诱人，但在这一级别的变化所涉及的规划、费用和工作往往是令人望而却步的。有没有其他可行的解决方案?
HART通信是一个主/从系统。手持通讯设备，
可供数十个基金会成员使用，是一个领域使用的二级master
技术人员与设备“交谈”以获得调试或维护相关数据
聚会。图片由HART基金会提供。
调试、诊断
高速公路可寻址远程传感器或HART最初是Fisher-Rosemount (F-R，伊甸草原，明尼苏达州)的产品。HART是20世纪80年代的产物，是为需要额外信息处理能力的过程控制系统开发的专有通信系统。这个想法很简单——即使表面上如此。在现有的模拟信号之上叠加一个数字信号将提供这种能力。F-R在明尼苏达州开发的“智能”仪器系列需要更多的通信能力，以处理在线调试和诊断功能的增加。
一旦该系统被开发出来，并通过他们自己的新仪器进行了验证，F-R发现该技术将使4-20 mA用户受益，使他们能够将智能仪器适应他们的工艺。这一举动让人想起了VHS技术的免费赠送，F-R将该技术作为“开放”标准免费发布给行业，未来的设备设计可以基于该标准进行。
其他仪器仪表公司很快就看到了该协议的优势，并将其适应于他们的仪器仪表产品。随着用户列表的增长，用户组也随之形成。在90年代早期，随着HART的成功和在该领域的应用，对其开发者的要求增加了。为了转移这些支持和资金责任，HART传播基金会(HCF)成立于1993年6月，是一个非营利性的贸易组织。它成为该协议标准的保管人，并为该技术的应用提供全球支持。
怎么做
HART协议使用Bell 202频移键控(FSK)标准将低电平的数字通信信号叠加在模拟信号之上。HART协议在不中断模拟信号的情况下以1200bps的速度通信，并允许主机应用程序每秒从现场设备获得两次或两次以上的数字更新。FSK信号，介于
HART是一种主/从协议，这意味着字段(从)设备只有在主设备与它说话时才会说话。该协议可以在各种模式下用于与现场仪器和控制或监控中心通信。HART最多提供两个主节点(主节点和次节点)。这允许使用手持式或二次通信器，而不会干扰来自控制或监控系统或主主机的通信。
最常用的通信方式是数字信息的通信与模拟传输同时进行。与现场设备的数字通信是点对点或多点网络配置。在该协议中，还有其他通信模式和安装选项，可提供必要的灵活性，使HART适用于广泛的过程控制应用。
数字超模拟HART信号使用1200 Hz频率表示逻辑“1”，2200 Hz表示逻辑“1”
逻辑上的“0”。它的范围是图片由HART基金会提供。
为什么要考虑HART
对于有意将智能现场设备添加到其过程应用程序的控制工程师来说，不缺乏可用的控制通信系统。任何数量的专有和开放的混合动力和总线系统都是可用的。
根据HCF执行董事Ron Helson的说法，使用基金会的开放混合协议有明确的优势。
HART升级可以在有限的基础上进行，只涉及系统中需要智能设备的部分。由于通信线路保持不变，只需要在现有设备的发射机上增加HART接口，由于硬件更换有限，更换所需的投资较小。”他补充说:“这使得不熟悉数字通信的控制人员能够‘看到’它的好处，并在增量的基础上学习技术，而不会干扰系统的其他部分。”
HART与其他现有的工厂网络进行数字集成，并使用自己的opc兼容软件与基于pc的控制一起工作。由于其技术改进是由HCF开发的，因此该协议在两个方向上都与现有系统兼容。
Helson先生承认HART技术并不适合所有人。与新兴的现场总线相比，HART的数字通信要慢得多。它用于过程控制，因此可以处理其中的80%。它不适用于许多离散制造系统中更快的设备级总线。HART还具有模拟系统中多滴系统的组网能力。他说，虽然对水位和温度等变量来说很好，但它比类似的基于总线的系统要慢。
怎么了!
关于HART的常见误解是，它是一种“临时”通信解决方案，只适用于仪器的调试和定期维护。事实上，Nelson先生解释说，HART使现有的4-20 mA系统能够使用工具进行调试(重新校准，更换单元等)，并将诊断内置到改造后的智能现场设备中。它的使用可以为维护工作带来大量的节省，并可以促进转向预防性或预测性维护系统。此外，HART便于使用多变量设备，允许收集直接的和推断的过程变量值。
HART每年在全球安装了8000万台设备，销量在100万到200万台之间，绝不是昙花一现。HCF在全球拥有132家成员公司，控制工程师可以找到大多数任何应用的设备和支持。在被调查者中控制工程在1999年12月的网络调查中，18%的人说他们使用HART。
要多久?根据罗恩·赫尔森的说法，“HART将在未来10到15年内存在。”
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