HART
Протокол HART (Highway Addressable Remote Transducer), разработанный фирмой Rosemount Inc. в середине 80-х годов, реализует известный стандарт BELL 202 FSK (Frequency Shift Keying) для организации цифровой передачи, основанной на технологии 4-20 мА.
HART-протокол позволяет передавать до 1200 бит/с. MASTER-узел дважды в секунду получает все обновленные данные с других узлов.
Принцип обмена данными по HART-протоколу
Итак, в HART-протоколе реализована схема отношений между узлами сети по принципу MASTER/SLAVE, то есть ведомый узел (SLAVE) может активизировать среду передачи только по запросу ведомого узла (MASTER). В HART-сети может присутствовать до 2 MASTER-узлов (обычно один). Второй MASTER, как правило, освобожден от поддержания циклов передачи и занят под связь с какой-либо системой контроля/отображения данных.
Стандартная топология организована по принципу "точка-точка" или "звезда". Для передачи данных по сети используются два режима:
по схеме "запрос-ответ", т.е. асинхронный обмен данными (один цикл укладывается в 500 мс);
все пассивные узлы непрерывно передают свои данные на MASTER-узел (время обновления данных в MASTER-узле 250-300 мс).
Возможно построение топологии типа "шина" (до 15 узлов), когда несколько узлов подключены на одну витую пару. Здесь интересна зависимость метода экранирования проводников от длины шины (Табл. 7).
Зависимость метода экранирования проводников от длины линий в HART-сети
Весь набор команд, реализованных в HART-протоколе, условно можно разделить на три группы:
Универсальные команды. Это команды общего назначения и используются на уровне операторских станций: код производителя устройства в сети, модель, серийный номер, краткое описание устройства, диапазоны ограничений, набор рабочих переменных.
Команды для групп устройств: фиксация значения тока на выходном канале, сброс и т.д.
Команды, зависящие от устройства: старт/стоп, специальные функции калибровки и т.д. За одну посылку один узел другому может передать до 4 технологических переменных, а каждое HART-устройство может иметь до 256 переменных, описывающих его состояние.
Структура информационного байта имеет стандартный формат:
- 1 стартовый бит
- 8 бит данных
- 1 бит контроля по нечетности
- 1 стоповый бит
Метод контроля корректности передаваемых данных основан на получении подтверждения.
В США HART-сообщения можно свободно передавать по телефонным линиям. В Европе это не разрешено - для этих целей необходимо иметь выделенный телефонный канал.
Объявлено, что на сегодня установлено около 600 тысяч HART-узлов. Наличие международной организации "HART Communication Foundation" позволяет активно продвигать эту промышленную сеть в среде пользователей.
