K - TEST, s.r.o.
Elektronické meracie prístroje fyzikálnych a chemických veličín

HART - Analógová a číslicová komunikácia

HART je komunikačný protokol typu master-slave, ktorý znamená, že počas normálnej prevádzky, komunikácia každého zariadenia typu slave (poľný prístroj) je inicializovaná kontrolérom master. Do každej meracej slučky HART možno zapojiť dva kontroléry masters. Primárny master je všeobecne distribuovaný riadiaci systém (DCS), programovateľný logický kontrolér (PLC), alebo PC. Sekundárny master môže byť ručný prístroj alebo iné PC (napr. laptop ). Zariadenia typu Slave včítane prevodníkov, akčných členov a kontroléry odpovedajú na príkazy z primárnych a sekundárnych zariadení typu master. HART komunikátor je jeden z niekoľkých univerzálnych ručných terminálov, ktoré využívajú protokol HART pre čo najuniverzálnejšie nastavovanie poľných prístrojov . Komunikačný protokol HART pracuje s využitím princípu frequency shift keying (FSK). Princíp FSK je založený na komunikačnom protokole Bell 202 používanom v telekomunikáciách. Číslicový signál sa generuje medzi dvoma frekvenciami —1,200 Hz a 2,200 Hz, ktoré odpovedajú úrovni bitu 1 a 0. Sínusový signál týchto dvoch frekvencií superponovaný na jednosmerný prúdový analógový signál, čím sa zaistí súčasná analógová a číslicová komunikácia. Pretože stredná hodnota signálu FSK je vždy nulová, nemá to vplyv na analógový signál 4–20 mA. Číslicový komunikačný signál má dobu odozvy asi 2–3 opakovania údajov za sekundu bez prerušenia analógového signálu.

Zariadenia s protokolom HART môžu pracovať v režime Point-to-point, Burst- alebo Multidrop. Pre úplne využitie týchto komunikačných režimov musia riadiace alebo monitorovacie systému používať rozhranie s HART-protokolom.

Režim Point-to-Point Analog/Digital (od bodu k bodu)
V režime point-to-point, sa pomocou konvenčného analógového signálu 4–20 mA signálu prenáša informácia o meranej veličine, zatiaľ čo procesné veličiny, konfiguračné parametre a iné údaje zariadení sú prenášané číslicovo (Obr.2). Poľné zariadenie mení výstupný analógový signál 4–20 mA priamo úmerne zmenám procesnej veličiny. Analógový signál nie je ovplyvňovaný číslicovým a môže byť normálne používaný pre riadenie procesu. Číslicový signál protokolu HART umožňuje prístup k údajom, ktoré sa využívajú na údržbu a diagnostické účely

Režim Burst (dávkový)
Niektoré HART zariadenia majú zahrnutý voliteľný režim burst broadcast communication mode ( komunikácia v režime dávkového prenosu ), ktorý možno použiť len v konfiguráciách point-to-point. Dávkový režim umožňuje rýchlejšiu komunikáciu (3–4 opakovania údajov za sekundu). V dávkovom režime, prístroje typu master žiadajú prístroje typu slave o spojité vysielanie na štandardné dopyty HART (napr. hodnoty procesnej veličiny). Master prijíma odpovede s vyššou rýchlosťou až dovtedy, pokiaľ nenariadí zariadeniu slave zastaviť prenos. Dávkový režim umožňuje pripojiť viac ako dve zariadenia typu masters a pasívne počúvať komunikáciu v HART slučke.

Režim Multidrop (viacej prístrojov v jednej slučke)
Režim multidrop využíva iba jeden pár vodičov a ak je požadované bezpečnostnú bariéru a pomocný napájací zdroj pre až 15 poľných prístrojov. Všetky procesné hodnoty sú prenášané číslicovo. V režime multidrop sú všetky zariadenia adresované adresou >0, a prúd každého zariadenia je fixovaný na minimálnu hodnotu (typicky 4 mA).

Použitie režimu multidrop je výhodné pre nadradené riadenie a používa sa tam kde je potrebné šetriť priestor, ako sú plynovody, stanice s fakturačným meraním, farmy zásobníkov....

Len číslicová komunikácia ( Prúd je fixovaný na 4mA)