Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике  
ElectricalSchool.info - большой образовательный проект на тему электричества и его использования. С помощью нашего сайта вы не только поймете, но и полюбите электротехнику, электронику и автоматику!
Электрические и магнитные явления в природе, науке и технике. Современная электроэнергетика, устройство электрических приборов, аппаратов и установок, промышленное электрооборудование и системы электроснабжения, электрический привод, альтернативные источники энергии и многое другое.
 
Школа для электрика | Правила электробезопасности | Электротехника | Электроника | Электрические аппараты | Электрические машины
Автоматизация | Робототехника | Возобновляемая энергетика | Тренды, актуальные вопросы | Научно-популярные статьи | Контакты



 

База знаний | Избранные статьи | Эксплуатация электрооборудования | Электроснабжение
Электрические аппараты | Электрические машины | Электропривод | Электрическое освещение

 Школа для электрика / Автоматизация производственных процессов / Что это такое, как работает и где используется протокол HART?


 Школа для электрика в Telegram

Что это такое, как работает и где используется протокол HART?


Технология, использующая слаботочный сигнал связи в диапазоне 4-20 мА, используется в автоматизации технологических процессов уже более 40 лет. Благодаря этому решению важная информация от измерительных устройств может быть передана в систему контроля, регулирования и управления, например, в программируемый логический контроллер (ПЛК).

Преимущество этого типа связи - простота и использование двухпроводной линии как для подачи питания, так и для передачи измерительного сигнала. Когда дело доходит до непрерывного измерения, 4 мА составляет 0%, а 20 мА - 100%. 

В случае повреждения линии значение тока падает до 0 мА, поэтому мы можем легко получить простую диагностическую информацию. Еще одно преимущество - возможность передачи сигнала даже на расстояние до 1000 м. Сегодня аналоговая связь используется даже в простейших измерительных датчиках.

HART – цифровой промышленный протокол передачи данных в современных технологиях автоматизации.

Автоматизация технологических процессов

Как работает HART?

В 1970-х годах исследовательская компания Bell Labs разработала стандарт Bell 202, который получил более широкое распространение в отрасли во второй половине 1980-х годов. С 1993 года стандарт был назван HART и является открытым и бесплатным для использования любым производителем.

Протокол HART обеспечивает связь с полевым прибором через токовую петлю 4-20 мА, как данные конфигурации, так и параметры, а также измерения процесса, такие как температура, расход, давление или любые другие. Управляющая информация прибора модулируется в цифровом виде по токовой петле. Его скорость составляет 1200 бит/с, так что главный компьютер может обновлять информацию несколько раз в секунду.

Революционное решение, использующее протокол связи HART (Highway Addressable Romete Transducer), позволило устройствам работать как в аналоговом, так и в цифровом режимах.

Настройка аналогового сигнала на HART заключается в наложении сигнала переменного тока, где логическая единица соответствует 1200 Гц, а нулевая - 2200 Гц.

Среднее значение переменного цифрового сигнала равно нулю, поэтому нет никакого беспокойства о взаимных помехах с сигналом постоянного тока.

В дополнение к основной информации об измерениях через HART, дополнительные данные, такие как настройки калибровки, маркировка точек измерения или другие диагностические сообщения, могут быть отправлены с использованием того же двухпроводного соединения.

Сегодня это стандарт связи для измерительных приборов в промышленности, и он используется всеми производителями оборудования, в том числе Endress + Hauser, Emerson, Yokogawa, ABB и многими другими компаниями.

HART чаще всего используется как протокол ведущий-ведомый, когда ведомое устройство отправляет данные только по запросу ведущего устройства.

Ведущее устройство может быть консолью на станции управления или портативным программатором HART в виде специального мобильного устройства или модема, подключенного к портативному компьютеру.

Автоматизация производства

Разработка протокола и новые приложения

Для того, чтобы координировать деятельность и правильно подавать заявки, была создана основа для производителей HART Foundation. Эта независимая организация работает над разработкой, поддержкой и координацией этого открытого стандарта связи. В настоящее время последней версией является HART 7.1.

Наряду с развитием самого протокола и улучшением передачи данных, существуют также такие решения, как Wireless HART, то есть беспроводная связь, позволяющая, например, передавать сигнал из мест, которые до сих пор не были подключены к системе контроля.

Используемый до сих пор метод связи, в основном используемый для программирования и диагностики, все чаще является основным или резервным каналом связи. Через него можно отправить до четырех дополнительных значений с измерительного устройства.

Например, на бесконтактном радареFMR62 от Endress + Hauser может включать в себя: уровень, расстояние, температуру электроники, амплитуду эхо-сигнала или другую информацию, относящуюся к расширенной диагностике.

HART как основа оцифровки оборудования

Одно из самых интересных приложений протокола HART - это простая реализация данных с устройств в облачном решении. Все больше и больше предприятий убеждают воспользоваться широкими возможностями, предлагаемыми облачными вычислениями.

Доступ к данным измерений и диагностики из любого места в любое время, возможность анализировать исторические данные, новые возможности оптимизации процесса, сокращение времени, необходимого для устранения сбоев или прогнозной диагностики позволили протоколу HART стать самым популярным коммуникационным стандартом для промышленных сетей.

Оборудование промышленной автоматизации

Устройства с HART-связью смело можно назвать цифровыми, и поэтому в большинстве случаев они готовы к работе с облачной средой (облачными системами хранения данных).

Одним из примеров такого решения является экосистема Netilion, доступная как услуга от Endress + Hauser. Любое устройство HART может быть подключено к облаку через шлюз, а затем граничное устройство отправляет информацию в облачные вычисления на основе безопасного решения AWS (Amazon Web Services).

Также можно использовать беспроводное соединение HART или оснастить имеющееся устройство специальным адаптером, который обеспечит такое соединение. Таким образом, для того, чтобы пользоваться преимуществами новейших цифровых решений, не требуется серьезной реконструкции предприятия.

Во многих случаях пользователи сталкиваются с цифровыми устройствами, потенциал которых не полностью используется.

Однако достаточно небольшого шага, чтобы использовать известный до сих пор метод связи гораздо шире и в сочетании с новейшими информационными технологиями, чтобы предложить пользователю ранее неизвестные улучшения. Протокол HART, безусловно, может стать отличной основой для внедрения цифровых решений на предприятии.

Смотрите также: Интеллектуальные датчики и их использование