HART協(xié)議與軟件開發(fā)

遵照一套標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議來開發(fā)一套系統(tǒng)，其大的好處是不論硬件設(shè)備提供商還是軟件開發(fā)人員，都可以獨立地按照標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范進(jìn)行設(shè)計，分別提供標(biāo)準(zhǔn)的接口，從而大大提高工作效率，在后的軟件和硬件的聯(lián)合調(diào)試中會帶來大的方便。由于HART協(xié)議是本數(shù)據(jù)平臺軟件和整個控制系統(tǒng)軟件設(shè)計的理論依據(jù)，只有充分理解和消化了HART協(xié)議各層規(guī)范后，才可以根據(jù)具體規(guī)范對協(xié)議的各層進(jìn)行軟件實現(xiàn)，從而達(dá)到上位機(jī)軟件與基于HART協(xié)議的現(xiàn)場儀表之間進(jìn)行通信，以完成數(shù)據(jù)交換的目的。目前，國內(nèi)對HART協(xié)議進(jìn)行系統(tǒng)的翻譯，總結(jié)和消化的文獻(xiàn)還不多見，因此在本章，鄭州波特電子有限公司將根據(jù)在研究工作中對HART協(xié)議的消化和理解，簡要地對在軟件設(shè)計中涉及到的HART協(xié)議規(guī)范進(jìn)行總結(jié)。

概述:

HART（Highway Addressable Remote Transducer）協(xié)議，是一項4-20mA信號與數(shù)字通信技術(shù)兼容的過渡性標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)已有Rosemount ,Smar,ABB ,Fuji , Moore, E+H, Honeywell, Fisher Controls, Arcom Control Systems Ltd. 等70多家公司參加了HART 協(xié)議基金HCF。由于HART 協(xié)議眾多不容置疑的優(yōu)點，使它成為應(yīng)用為廣泛的現(xiàn)場通信協(xié)議，1994年，HART變送器占世界智能變送器市場的76%，已成為事實上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)業(yè)內(nèi)人士估計，HART 協(xié)議在上的使用壽命為15-20年，國內(nèi)由于客觀條件所限，這個時間還會更長些，因此，在今后很長一段時間內(nèi)，HART 產(chǎn)品仍有十分廣泛的市場。

HART 協(xié)議保留了4-20mA過程控制信號的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，允許在同一個環(huán)路上同時存在模擬信號和數(shù)字通信信號而不相互影響。這一點是通過采用Bell202的通信標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)的，Bell202采用頻移鍵控FSK（Frequency Shift Keying ）技術(shù)。HART 協(xié)議的通信是在4-20mA的電流上施加一頻率信號而實現(xiàn)的。有兩個信號頻率，一個是1200HZ，代表邏輯“1”，另一個是2200HZ，代表邏輯“0”，信號的幅值是0.5mA。   

在整個通訊過程中，既有模擬信號（4-20mA），也有數(shù)字信號（1200HZ和2200HZ），由于在一個信號周期中，通信信號的平均值為0，從而不對4-20mA的模擬信號產(chǎn)生影響，這是HART協(xié)議重要的特點之一。