Wenn Sie studieren oder in der Automatisierung arbeiten, dann haben Sie vom HART-Kommunikationsprotokoll oder WrelessHART gehört und es wahrscheinlich sogar verwendet. Sie sind zu integralen Teilen der Branche geworden und dieser Artikel wird Ihnen alles erzählen, was Sie über sie wissen müssen, einschließlich, wie sie arbeiten, wie sie zu verwenden und warum sie so populär sind.

Wie das HART-Kommunikationsprotokoll?

HART steht für Highway Addressable Remote Transducer. Dieses hybride offene Protokoll verwendet eine Mischung aus analogen und digitalen Signalen zur Kommunikation.

Image of Hart communication

Die HART-Kommunikation tritt in analogen Stromkreisen auf. Das bedeutet, dass die gleichen Drähte ein analoges Signal sowie das HART-Kommunikationsprotokoll übertragen. Die meisten Systeme nutzen das analoge Signal zur Steuerung von Prozessen und HART, um Feldgeräte einzurichten.

Ein Unternehmen namens Rosemount entwickelte HART als proprietäres Protokoll. Im Jahr 1986 wurde es zu einem offenen Protokoll und ist heute weltweit bekannt für Konfiguration und Kontrolle.

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Wie funktioniert das HART-Kommunikationsprotokoll?

Das HART Kommunikationsprotokoll verwendet den Bell 202 Frequency Shift Keying (FSK)-Standard. Das bedeutet, dass das Protokoll digitale Signale auf einem niedrigen Niveau an der Spitze der 4-20 mA-Ausgabe überstellen kann.

Das analoge Signal sendet die primäre Prozessvariable in den meisten Fällen, und das HART-Protokoll sendet Feldgeräten Daten wie Status, Diagnose und Konfiguration.

hart communication protocol diagram

Das HART-Signal verschiebt Frequenzen, und nutzt 1200 Hz, um binäre Eins und 2200 Hz für binäre Null zu repräsentieren. Diese Grafik zeigt Ihnen mehr.

Die Kommunikation durch ein analoges oder Hart-Protokoll macht es möglich, Daten von verschiedenen Feldgeräten anzuzeigen. Das RIA15 kann Daten für viele Arten von Feldgeräten anzeigen und über Analog- oder HART-Protokoll kommunizieren.

Lassen Sie uns über die Typen von HART sprechen, die Sie haben können:

Punkt-zu-Punkt-Kommunikation

In vielen Branchen üblich, verbindet Punkt-zu-Punkt das Feldgerät oder das letzte Kontrollelement an das Steuerungssystem, indem es analog zur Übertragung von Prozessdaten oder Befehlen verwendet wird.

In diesem Szenario verwenden Sie das HART-Kommunikationsprotokoll, um diese Geräte einzurichten oder ihre Diagnose zu überprüfen. Dazu können Sie ein Handheld oder Multiplexer verwenden, um die Daten zu sammeln, um an ein Geräteverwaltungssystem zu senden. Sie werden Ihre Geräte auch mit der Polling-Adresse Null konfigurieren, um die analoge Modulation zu ermöglichen.

Das HART-Kommunikationsprotokoll funktioniert auf dem Master-Slave-Konzept, d.h. Feldgeräte senden nur Daten, wenn ein Master fragt. Das Netzwerk ermöglicht jedoch Primär- und Sekundärmaster. Wenn Sie ein Geräteverwaltungssystem haben, das auf Feldgeräte aus der Ferne zugreifen kann, können Sie Ihr Handheld-Gerät als Sekundärmaster verwenden.

Schließlich können Sie in einer Punkt-zu-Punkt-Installation Burst-Kommunikation verwenden. Hier sendet ein Sklave ständig Standard-HART-Nachrichten. Lesen Sie mehr darüber in einem unserer anderen Artikel.

Multi-Drop-Kommunikation

Sie werden diese Art der Anwendung nicht viel sehen, aber Sie können einige interessante Anwendungen mit WirelessHART und lokalen Controllern finden, um Daten von vielen Geräten in einem einzigen Netzwerk zu sammeln.

Hier sind die Geräte parallel in einem einzigen Stamm, und alle von ihnen verwenden Polling-Adressen =/ Null. Diese Einrichtung erzeugt eine digitale Kommunikation mit dem analogen Signal, das bei vier Milliamper fixiert ist.

Hier sind die Wahladressen, abhängig von der Version Ihrer Feldgeräte:

  • Versionen 3, 4 und 5: 1 bis 15
  • Version 6: 1 bis 63
  • Version 7: 0 bis 63

Image for Hart multidrop

Intelligentes Gerätemanagement (IDM)

HART-Geräte sind intelligente Geräte, was bedeutet, dass Sie viele Informationen über Ihre Feldgeräte mit dem HART-Kommunikationsprotokoll erhalten können. Wenn Sie Ihre Geräte darauf einstellen, nur das analoge Signal zu lesen, dann erhalten Sie nicht alle Daten, die sie senden können. Sie müssen sie auch einrichten, um digitale Daten zu senden.

Glücklicherweise bietet ein HART-System intelligentes Gerätemanagement (IDM) an. In der Tat kann ein HART-Netzwerk die Einrichtung des Gerät mit seinem Konfigurationstool einfach machen. Natürlich muss Ihr Kontrollsystem das analoge Signal verwenden, um Ihre Loops zu steuern.

WirelessHART

WirelessHART war die erste standardmäßige drahtlose Kommunikation für Feldgeräte. HART-Kommunikation hat sich im Laufe der Jahre entwickelt. Im Zuge der Digitalisierung wurde drahtlos eine beliebte Lösung, was WirelessHART einen natürlichen nächsten Schritt in der Datenübertragung machte.

Sie können Adapter kaufen, um Standard-HART-Feldgeräte in WirelessHART Geräte zu verwandeln. Sie können auch kabellose Geräte mit eingebauten Antennen finden. Diese Lösungen haben interessante Vor- und Nachteile, aber wir müssen dieses Thema auf den WirelessHART-Artikel verschieben.

Um mehr über Produkte dieser Art zu erfahren, you can get in touch with our engineers!

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