hart(highway addressable remote transducer，可尋址遠程高速通道)的開放通信協(xié)議，是美國rosement公司于1985年推出的一種用于現(xiàn)場智能儀表和控制室設備之間的通信協(xié)議。hart裝置提供具有相對低的帶寬，適度響應時間的通信，經(jīng)過10多年的發(fā)展，hart技術在國外已經(jīng)十分成熟，并已成為全球智能儀表的工業(yè)標準。

1、hart協(xié)議的傳輸原理

hart協(xié)議采用基于be11202標準的fsk頻移鍵控信號，在低頻的4-20ma模擬信號上疊加幅度為0.5ma的音頻數(shù)字信號進行雙向，數(shù)據(jù)傳輸率為1.2mbps。由于fsk信號的平均值為o，不影響傳送給控制系統(tǒng)模擬信號的大小，保證了與現(xiàn)有模擬系統(tǒng)的兼容性。在hart協(xié)議通信中主要的變量和控制信息由4-20ma模擬信號傳送，在需要的情況下，另外的測量、過程參數(shù)、設備組態(tài)、校準、診斷信息通過hart協(xié)議訪問。

圖1 hart協(xié)議的傳輸原理

2、hart協(xié)議的三類命令

hart通信采用的是半雙工的通信方式，其特點是在現(xiàn)有模擬信號傳輸線上實現(xiàn)數(shù)字信號通信，屬于模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉變過程中過渡性產(chǎn)品，因而在當前的過渡時期具有較強的市場競爭能力，得到了較快發(fā)展。hart規(guī)定了一系列命令，按命令方式工作。它有三類命令，第一類稱為通用命令，這是所有設備都理解、都執(zhí)行的命令；第二類稱為一般行為命令，所提供的功能可以在許多現(xiàn)場設備(盡管不是全部)中實現(xiàn)，這類命令包括最常用的現(xiàn)場設備的功能庫；第三類稱為特殊設備命令，以便于工作在某些設備中實現(xiàn)特殊功能，這類命令既可以在基金會中開放使用，又可以為開發(fā)此命令的公司所獨有。在一個現(xiàn)場設備中通?？砂l(fā)現(xiàn)同時存在這三類命令。

3、hart協(xié)議的優(yōu)點

①hart采用統(tǒng)一的設備描述語言ddl

現(xiàn)場設備開發(fā)商采用這種標準語言來描述設備特性，由hart基金會負責登記管理這些設備描述并把它們編為設備描述字典，主設備運用ddl技術來理解這些設備的特性參數(shù)而不必為這些設備開發(fā)專用接口。但由于這種模擬數(shù)字混合信號制，導致難以開發(fā)出一種能滿足各公司要求的通信接口芯片。hart能利用總線供電，可滿足本質安全防爆要求，并可組成由手持編程器與管理系統(tǒng)主機作為主設標的雙主設備系統(tǒng)。

②hart協(xié)議可以雙向傳送數(shù)字信息

采用模擬量信號只能單向傳送情息，要么是從設備到主機(輸入)，要么是從主機到設備(輸出)。而采用hart協(xié)議可以雙向傳送數(shù)字信息。這突破了以往傳統(tǒng)儀表只能從主機接收控制情的方式-比如閥門控制，也可以向主機傳遞閥門中的信息狀態(tài)。同樣，以往只能把過程變量發(fā)送給監(jiān)控計算機，現(xiàn)在也可以接收諸如組態(tài)設置之類的信息。

③傳輸信息量大

傳統(tǒng)的模擬量和離散量設備只能以單過程變量方式通信-因而很難找到一種簡便的方式判定發(fā)送的信息是否有效。采用hart不但可以獲取過程變址，還可以獲得其他類型的信息。毎個hart設備中包括35-40個標準信息項，比如設備狀態(tài)、診斷報警、過程變量、單位、回路電流、百分比范圍、生產(chǎn)商、設備標簽，其他的信息還包括：主機以數(shù)字方式查詢hart設備，并告知設備的設置是否正確，運行是否正常。該功能可免除大多數(shù)的日常檢驗工作，并有助于在故障導致重大問題之前發(fā)現(xiàn)過程故障。

④支持多變量處理

數(shù)字通信模式下，一對電纜可以處理多個變量。例如，一個變送器可以處理多個傳感器的輸入。在一個報文中能處理4個過程變量。在任一現(xiàn)場儀表中，hart協(xié)議支持256個過程變量。

⑤基金會管理

采用hart時，用戶不會受制于某個特定的供應商或地方“標準”。這是由于hart技術并不屬于某一家公司，也不受一個國家或標準實體單位的控制。實際上，該技術由不受約束的非盈利性單位hart通信基金會管理。

⑥應用廣泛

就過程工業(yè)而言，hart是目前世界上廣泛采用的協(xié)議?？梢詮牟煌棠抢铽@取近幾百種采用hart技術的產(chǎn)品。產(chǎn)品種類的齊全意味著hart產(chǎn)品幾乎能夠滿足所有過程應用場合的需要，并且還可以從多個經(jīng)銷商產(chǎn)品中選擇最適合的一款。

⑦完全可互操作性

完全可互操作性意味著無論是哪個供應商的hart兼容產(chǎn)品和主系統(tǒng)都可以協(xié)同工作。與hart設備實現(xiàn)兼容，一些主系統(tǒng)采用統(tǒng)一表示的指令，更進一步的系統(tǒng)則采用設備描述以理解所有hart信息。