تبلیغات
برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات. - کنترل آشنایی با پروتکل HART:Highway Adrrressable Remote Transducer

برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

آشنایی با پروتکل HART


HARTپروتکل ارتباطی تجهیزات سایت با سیستم کنترل بر مبنای سیگنالهای صنعتی
استاندارد 4تا20mA می باشد که اطلاعات دیجیتال بر روی این سیگنال سوار شده است و
در واقع هردو سیگنال آنالوگ و دیجیتال به طور هم زمان از طریق یک زوج سیم منتقل میشوند

کلمه hart رااز اول کلمات Highway Adrrressable Remote Transducerگرفته اند

در اوایل دهه 1980 توسط کمپانی Rosemont Inc برای ایجاد یک مودلاسیون سطح پایین روی سیگنال 4-20mA به منظور Intelligent Measurement وکنترل تجهیزاتی که به روش قدیم 4-20mA کار می کردند ابداع شد و بعد از ان به عنوان یک open standard مطرح شده و با گسترش و بهینه شدن آن در قالب HART Communication Foundation سازماندهی شد و تا کنون 116 شرکت عضو این سازمان شده اند .

مودلاسیون HART مزایای زیادی در بر داشته که در ادامه به عمده آنها اشاره خواهد شد .

از پروتکل HART جهت اطلاعات بیشتر به منظور کالیبراسیون, تعیین رنج کاری, اعلام خطای موجود روی تجهیز, مانیتورینگ و نیز ارسال فرمان به تجهیز روی سیگنال دو سیمه 4-20mA استفاده میشود .

در این پروتکل از FSK(Frequency Shift Keying) جهت ارسال داده ها استفاده شده که در آن فرکانس 1200Hz معرف یک منطقی و فرکانس 2200Hz معرف صفر منطقی می باشد .دامنه ی این سیگنال +0.5mA نسبت به سیگنال 4-20mA در پیک مثبت و -0.5mA در پیک منفی می باشد.




اولین و مهمترین مزیت HART فراهم آوردن یک ارتباط با بستر دو سیمه روی سیگنال 4-20mA بدون تداخل با آن می باشد . سیگنال اطلاعات به علت دامنه کوچک و شکل موج سینوسی که مقدار میانگین آن صفر است روی سیگنال 4-20mA اثری نمی گذارد . از سوی دیگر سیگنال 4-20mA با فرکانس حدود 10Hz تغییرات خواهد داشت که با فریکانس سیگنال HART تداخلی نخواهد داشت با این وجود در گیرنده HART یک فیلتر با فرکانس قطع 400Hz تا 800Hz جهت دریافت اطلاعات HART وبه طبع یک فیلتر پایین گذر جهت دریافت سیگنال 4-20mA در نظر گرفته می شود .

از مزایای دیگرHART می توان به سادگی درکارکرد, ایجاد یک ارتباط راه دور, عیب یابی آسان در Field و تنوع محصولات اشاره کرد.



آشنایی با پروتکل HART

پروتکل HART امکانات زیادی را حتی برای عملیات نصب تجهیزاتی که به حلقه های متداول 4-20mA مجهزند, فراهم می کند.

دستگاههایی که با HART کار می کنند, سیگنالهای اطلاعاتی خود را از طریق خطوط ارتباطی متداول 4-20mA منتقل می کنند.

این ویژگی دستگاههای فیلد را قادر می سازد که به سادگی نصب و راه اندازی شوند یا داده ها راخوانده و ذخیره سازند, که در تمام موارد ذکر شده, به دستگاههای فیلد که مبتنی بر ریزپردازنده باشند, احتیاج داریم.

این پروتکل در بسیاری از کاربردهای صنعتی با موفقیت مورد استفاده قرار گرفت. این پروتکل امکان برقراری ارتباط دوطرفه را حتی در مناطق خطرناک و مستعد خطر یا Hazardous Area فراهم می سازد.

پروتکل HART امکان استفاده از دو Master را فراهم می نماید. یکی کنسول یا ایستگاه مهندسی موجود در اتاق کنترل ودیگری دستگاهی برای اجرای عملیات در سایت , مثلاً یک لپ تاپ یا یک ترمینال دستی .

از دیگر مزایای پروتکل HART می توان به موارد زیر اشاره نمود :

· در عمل امتحان خود را پس داده است .

· طرح پروتکل و طراحی آن ساده است .

· تعمیر و نگهداری آن ساده است .

· با تجهیزات ابزار دقیق آنالوگ متداول سازگار است .

· ارتباطات همزمان آنالوگ و دیجیتال را فراهم می سازد .

· امکان اتصال به صورت مالتی دراپ (multidrop) را ایجاد می کند .

· امکان دسترسی به اطلا عات از طریق دو Master فراهم می گردد .

· دستگاههای فیلد چند متغیره را پشتیبانی می کند .

· دارای پاسخ زمانی مناسب تقریباً 500ms می باشد .

پروتکل HART یک پروتکل ارتباطی است که بین دستگاه Master و دستگاه فیلد ارتباط بر قرار می کند .



دستگاههای متصل شونده توسط HART

دستگاهها و تجهیزاتی که پروتکل HART را پشتیبانی می کنند به دو دسته تقسیم می شوند :

· دستگاههای Master

· دستگاههای Slave

دستگاههای Master شامل ترمینالهای دستی و ترمینالهای مبتنی بر pc در اتاق کنترل می باشند. دستگاههای Slave شامل سنسورها, ترانسمیتر ها و محرکهای مختلف می باشند.

داده های HART توسط یک مودم FSK بر روی سیگنالهای 4-20mA سوار می شوند. این امر تجهیز را قادر می سازد که به طور دیجیتالی وبا استفاده از پروتکل HART به بر قراری ارتباط بپردازد, درحالی که در همان زمان انتقال سیگنال آنالوگ نیز در حال انجام است. به عبارت دیگر با استفاده از پروتکل HART می توانیم سیگنال دیجیتال و آنالوگ را به طور همزمان ارسال و دریافت کنیم. دستگاههای فیلد وترمینال های دستی دارای یک مودم FSK می باشند, در حالی که PC ها دارای یک واسط سریال جهت اتصال به مودم داخلی می باشند. ارتباطات از طریق HART به طور معمول برای چنین اتصالات نقطه به نقطه ای مورد استفاده قرار می گیرد.






در سیستمهای توسعه یافته تر تعداد دستگاههای در دسترس را می توان با استفاده از مالتی پل*سر افزایش داد. علاوه بر آن, HART , شبکه بندی دستگاهها را برای کاربرد در موارد خاص تدارک می بیند. شبکه ها شامل Multidrop , FSK Bus و شبکه هایی برای عملیات Split-range می باشند.

انواع اتصالات و شبکه های مبتنی بر HART در ادامه تشریح می گردد.



اتصال نقطه به نقطه

ارتباطات HART نشان داده شده در شکل قبل را به عنوان اتصال نقطه به نقطه می شناسند؛ یعنی اینکه ابزار Master تنها به یک دستگاه فیلد متصل می شود. این نوع اتصال منوط به آن است که آدرس دستگاه فیلد همیشه به عدد صفر SET گردد, زیرا برنامه عامل برای برقراری ارتباط از این آدرس استفاده می کند.

مالتی پل*سر (Multiplexer)

در شکل بعد استفاده از مالتی پل*سر نشان داده شده است. این پیکر بندی تعداد بیشتری از دستگاههای فیلد را پشتیبانی می کند. به عبارت دیگر این امکان را فراهم می کند که تعداد بیشتری از دستگاههای HART به شبکه متصل شود.کاربر با استفاده از برنامه عامل حلقه جریان ویژه ای را برای ارتباط در نظر می گیرد. در مدتی که ارتباط در حال انجام است, مالتی پل*سر حلقه جریانی را به Host یا Master متصل می کند. به واسطه ساختار Cascade مالتی پل*سر, Master می تواند با تعداد بسیار زیادی دستگاه (بیش از 1000 دستگاه) ارتباط برقرار سازد که همگی دارای آدرس صفر می باشند.



http://www.aspco.ir/forum/forum_posts.asp?TID=38


صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :