殷家云 俞旭波

    (中国石化集团上海工程有限公司，上海 200120)

    自控系统中HART协议的构成及应用要点

    殷家云 俞旭波

    (中国石化集团上海工程有限公司，上海 200120)

    HART是一种用于现场智能仪表和检制室设备之间的通信协议。概述了HART协议的原理及网络构成的要求，并论述了HART协议的工业应用技术，协议的特殊性和优美。

    HART；频移键控技术；HART连接方式；HART命令；FDT/DTM

    1 前言

    在化工领域的工业自控系统中，HART是目前应用最广泛、也是最实用的通信协议。深入的了解与掌握HART协议的特点，以及其实用特性，不仅可以使目前我们设计的全厂自控系统更为灵活和实用，而且能够有效地帮助我们推进模拟控制系统向数字控制系统的发展，为未来全数字的现场总线系统运用打下基础。

    2 HART的基本概念

    在工业自控系统中，现场过程检测仪表一般都采用两线制环路供电的工作方式，也就是供电电压在12 V-48 V之间，环路电流为工业用4-20 mA标准电流。使用这种工作方式的检测仪表功能较简单，通常只能进行单变量的信号变送。

    随着工业自控系统的发展和工艺的复杂化，原先的单变量信号变送器已经变得不能适应愈来愈复杂的控制要求，因此，多变量的智能变送器进入工业应用。与此所对应的，各类数字数据通信现

    场总线技术也随之出现，如：FF基金会现场总线、LonWorks、PROFIBUS、CAN、HART等。 而 除HART外，其余的现场总线均为全数字化现场总线协议。

    HART(Highway Addressable Remote Transducer)的中文译名是可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议，它是美国Rosemount公司推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。

    3 HART通信协议的原理及特点

    HART通信采用的是半双工的通信方式。协议参考ISO/OSI(开放系统互连模型)，采用了它的简化三层模型结构，即第一层物理层，第二层数据链路层和第三层应用层。

    作为一种混合协议，HART协议将模拟量和数字量通信融合，它既支持4-20 mA模拟信号的单变量通信，也可以将附加信息以数字信号的方式通信。数字信息以FSK调制方式加载在标准的4-20 mA电流回路上。

    FSK技术是基于Bell202通信标准的频移键控技术。它在4-20 mA的模拟信号上叠加幅度为0.5 mA的正弦电流调制波信号 ......