HART总线

　　• IEC对现场总线(zǒnɡ xiàn)的定义为：现场总线(zǒnɡ xiàn)是 一种应用于现场，在现场设备之间、现场设备与控制装 置之间的实行双向、串行、多节点数字通信的技术。现 场总线(zǒnɡ xiàn)（Field bus）是近年来快速地发展起来的 一种工业数据总线(zǒnɡ xiàn)，它主要解决工业现场的智能 化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通 信以及这些现场控制设备和高级控制管理系统之间的信息传 递问题。

　　• （1）物理层：HART协议的物理层规定了信号的传输方法、传输 介质，HART支持模拟信号和数字信号在同一线路上传输。以 Bell202为基础，采用频移键控（FSK），以1200bps的速率(sùlǜ) 通信。代表0和1位值的信号频率分别为2200Hz和1200Hz。如图1 所示，即在4 ～20mA 模拟信号上叠加了±0.5mA 的数字信号， 由于数字频移键控信号相位连续，平均值为零，所以不影响4 ～ 20mA 模拟传输，从而使模拟信号和数字通信同时进行，而不互 相干扰。

　　大的优点是可以减少库存量，在不更换表的情况下随时更改量程，而不用顾 忌量程超限。）

　　• HART协议于80年代后期开发，并于90年代初移交到HART基 金会。从那时起，它已经更新了好几次。每一次的协议更 新都确保更新向后兼容(jiān rónɡ)以前的版本。HART协议当 前的版本是7.3版。“7”表示主修订号码，而“3”表示 次修订号码。HART协议参照了开放系统互连（OSI）模型， 使用了以下层：

　　• 通用命令 - 提供在所有现场设备都必须实现的功能 • 常用命令 - 提供很多设备所共有的功能，但并不是(bù shi)所

　　有的现场设备都具有的功能 • 设备特定命令 - 提供某特定现场设备所特有的功能，由设

　　• 设备系列命令 - 为特定测量类型的仪器提供一套标准化的功能， 允许无需使用设备特定指令便能进行完全的通用性访问

　　• 图2为HART协议的数字和模拟信号叠加后同时传输的示意图。 通信介质的选择视传输距离长短而定，采用双绞线传输时 最大传输距离可达1500m，线路(xiànlù)总阻抗应在230 ～ 1100Ω之间。

　　• 定义了一项主/从协议 ,在正常使用下，现场设备只有收到信 号时才作回答。可以有两个主设备，例如，控制管理系统作为 (zuòwéi)第一主设备，而手持HART通信器作为(zuòwéi)第二主设备。 时序规则定义每个主设备能开始通信事务的时间。单个多

　　提供路由、端到端安全及传输服务。它管理与通信设施 (shèbèi)之间端到端通信的“会线）传输层

　　（5）应用层：规定了强大的命令集。定义了协议所支持的 命令、响应、数据类型和状态报告。在应用层，协议的 公共命令分为四大类：

　　• HART协议提供两个同步通信通道：4-20mA模拟信号和一个数 字信号。这两个通信通道结合(jiéhé)起来，提供了一种易于使 用和配置的低成本、高度可靠的、完整的现场通信解决方案。

　　• HART协议允许与现场设备之间的所有数字通信，可采用 (cǎiyòng)点到点或多点模式的网络配置：

　　• HART (Highway Addressable Remote Transducer）协议是可 寻址远程变送器数据通道协议的简称，是美国Rosement公司 于1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间双 向通信的协议规程。它是在4～20mA的模拟信号上叠加频移键 控（FSK)数字(shùzì)信号，可以兼容模拟和数字(shùzì)两种信 号。

　　• HART通信采用的是半双工的通信方式，其特点是在现有模拟信 号传输线上实现数字信号通信，属于模拟系统向数字系统转变过 程中的过渡性产品，因而在当前的过渡时期具有较强的市场之间的竞争 能力，得到了较快发展。

　　HART规定了一系列命令，按命令方式工作。它有三类命令： • 第一类称为通用命令，这是所有设备都理解、都执行的命令； • 第二类称为一般行为命令，所提供的功能能在许多现场设

　　• 智能压力变送器由智能传感器和智能电子板两部分所组成，智能传感器部分包 括：电容式传感器、测量膜片检测电路、温度传感器和温度补偿电路等组成 ；智能电子板部分包括：微电脑控制器及外围电路组成，完成压力信号到4 ～20mA 的转换。用于测量液体、气体或蒸汽的压力，然后将压力信号转变 成4～20mA 信号输出。西森自动化生产的智能压力变送器可与HART手操器相 互通讯，通过它进行设定，调整压力范围，监控或与上位机组成现场监控系 统(xìtǒng)，它大范围的应用于工业管道中弱腐蚀性液体、气体、蒸汽的测量和 控制管理系统(xìtǒng)。

　　备（尽管不是全部(quánbù)）中实现，这类命令包括最常用的的 现场设备的功能库； • 第三类称为特殊设备命令，以便于工作在某些设备中实现特 殊功能，这类命令既可以在基金会中开放使用，又可以为开 发此命令的公司所独有。在一个现场设备中通常可发现同时 存在这三类命令。