پروتکل هارت HART
پروتکلHART مخفف Highway Addressable Remote Transducer میباشد که از اساس استاندارد (Frequency Shift Keying) FSK برای ارتباط استفاده میکند.
پروتکل HART یک پروتکل ارتباط صنعتی بوده که برای ارتباط اجزای مختلف مانند سنسور-کنترل کننده‌ها و سایر اجزای سیستم‌های اتوماسیون صنعتی به کار می‌رود. در این ساختار ارتباطی دادههای دیجیتال بر روی سیگنال‌های آنالوگ مدوله می‌شوند.
هدف پروتکل هارت که بر اساس استاندارد ارتباطی FSK موجود در سامانه های مخابراتی پایه گذاری شد و با بهره گیری از روش FSK عمل میکند. سوار کردن سیگنال های دیجیتال بر روی سیگنال آنالوگ 4 تا 20mA است. پروتکل هارت قادر است ارتباط دو طرفه مطمئن و امنی را میان مجموعه ای از تجهیزات نصب شده در فیلد و تجهیزات اتاق کنترل برقرار نماید. سیگنال های دیجیتال مذکور اطلاعاتی از قبیل مشخصات تجهیزات، کالیبراسیون و خطاها را دربردارند که ارسال این نوع اطلاعات توسط سیگنال آنالوگ 4-20mA امکان پذیر نیست. البته بدیهی است تمامی دستگاههای مورد استفاده در اتوماسیون، فرآیند یک واحد صنعتی از قبیل ترانسمیترها، شیرهای کنترلی، رایانه ها، سامانه های کنترل DCS وplc می توانند از این پروتکل برای برقراری ارتباط با یکدیگر استفاده نمایند.
سیگنال حامل در این پروتکل جریان ۲۰-۴ میلی آمپر میباشد. این قابلیت امکان استفاده از این پروتکل را بر روی زوج سیم‌‌های قدیمی ممکن می‌سازد. در این روش هر یک از دادههای ۰ و ۱ در ارتباط دیجیتال دارای فرکانس مربوط به خود است.
همانطور که در شکل فوق مشاهده می‌شود سیگنال قرمز رنگ سیگنال آنالوگ بوده که یک سیگنال جریانی میباشد و سیگنال دیجیتال بر آن اضافه شده است.در این ارتباط فرکانس ۱۲۰۰ هرتز بیانگر ۱ منطقی و فرکانس ۲۲۰۰ هرتز بیانگر ۰ منطقی میباشد .یکی از مهمترین خصوصیات HART قابلیت مبادله اطلاعات با سیستم‌های اتوماسیون قدیمی و مدرن از طریق سیگنال استاندارد صنعتی آنالوگ ۲۰-۴ میلی آمپر میباشد به طوری‌که امکان ارسال سایر داده‌ها را از طریق سیگنال‌های دیجیتال و بر روی همان زوج سیم را داشته باشیم.
بخش دیجیتالی ارتباط HART مي‌تواند، بدون قطع سيگنال آنالوگ 4 تا 20 میلی آمپری، حدود 2 تا 3 بار در هر ثانيه به روز شود . دستگاههای مجهز به سیستم ارتباطی HART برای ارتباط برقرارکردن در حلقه های ابزار دقیقی به حداقل امپدانس حلقه 230 اهمي (بطور نوعی 250 اهم) نياز دارند.
HART بطور نوعي پروتکلي ارتباطي از نوع درخواست – پاسخ است ، یعنی در طي عمليات معمولي (به روزآوري 2داده ها تا 3 بار در هر ثانيه) ، توسط يک وسيله ارتباطي ميزبان (Host) ،ارتباط با هر يک از وسائل نصب شده در سايت آغاز مي‌شود. به هر حلقه HART ، دو ميزبان مي‌تواند وصل شود اولين ميزبان، بطور معمول يک سيستم کنترل توزيع شده (DCS) ، کنترل کننده منطقي با قابليت برنامه‌ريزي (PLC) ، يا يک کامپيوتر شخصي (PC) است. ميزبان دوم، مي‌تواند يک پایانه دستي (hand held) يا PC ديگر باشد.
دستگاههاي نصب شده در سايت شامل ترانسميترها، حسگرها، ترانسدیوسرها ، عملگرها (Actuators) و کنترل کننده‌هايي هستند که به فرمانهاي ميزبان اول يا دوم پاسخ مي‌دهند.
پروتکل ارتباطي HART براساس استاندارد ارتباطي تلفن Bell 202 بنا نهاده شده است و با استفاده از اصول FSK کار مي‌کند.
سيگنال ديجيتالي HART ، از دو فرکانس 1200 هرتز و 2200 هرتز که به ترتيب نمايندگي بيت‌هاي ۱ و ۰ را دارند استفاده مي‌کند. امواج سينوسي اين دو فرکانس بر روي جريان مستقيم (DC) سيگنال آنالوگ موجود در کابل سوار مي‌شوند تا همزمان ارتباط آنالوگ و ديجيتال را برقرار کنند .چون مقدار ميانگين سيگنال FSK هميشه صفر است، تأثيري بر سيگنال آنالوگ 4 تا 20 ميلي‌آمپري نمي گذارد.
هارت مولتی کالیبراتور PROVA133 امکان کالیبره سیستم های HART با مقاومت 250 اهم میباشد. بدین صورت که با اعمال 4-20mA سیستم های هارت کالیبره می شوند. جهت دریافت مشخصات این مولتی متر به لینک زیر مراجعه فرمایید.
