HART 智能设备—可信赖的信息来源

发布时间：2006-09-25 作者：Ed T. Ladd Jr.，Technology Programs 公司HCF 总监

　　凭借全球超过2 千万的设备安装数量，HART®现场通讯协议当之无愧的成为过程工业领域排位第一的通讯技术。在现场使用当中HART 通讯已经被证明是稳定和可靠的，它使用户能够方便的从多个供应商的解决方案当中获取设备诊断信息和多变量信息。
　　HART智能设备可以每天24小时、每周7天的为你提供有价值的数据来提高过程操作水平。虽然如此，大多数用户和供应商并没有完全使用自己手中HART设备的全部能力。
　　与所有其它数字通讯技术不同，HART协议为用户提供了一种独特的通讯解决方案，这种解决方案在后台与目前使用的4-20mA电流回路仪表兼容，同时为用户提供一种第二级的数字通讯通道，用来传送丰富的实时诊断信息和多变量信息。
　　这个4-20mA电流回路的通讯通道具有重要的意义，因为它保证了HART通讯仪表与现有的传统系统之间兼容，并且提供了与过程仪表（或者现场设备）和控制器沟通的最快速的控制信号传送方式。
　　HART数字通讯通道不会影响电流回路的信号，它在被4-20mA模拟通道所使用的同一对导线上，在4-20mA电流信号运行的同时传送经过编码的数据。HART通讯的双向通讯通道可以使用户能够获得实时的设备诊断信息和多变量信息。

　　不幸的是在许多使用HART设备的数字通讯应用当中，HART能力的使用基本上只是“部分时间”的。只有在进行组态、调试或处理故障的时候才使用手持终端进行HART通讯连接。这种“部分时间”的通讯也能够为用户带来许多好处，但是这种方式仅仅使用了具备HART功能的现场设备的一小部分能力。
　　对HART数字通道的连续监视可以提高工厂的可用性，同时减少意外停车的时间。利用先进技术的优点将HART数据集成到你的工厂控制系统当中去，这样你就可以从一种“部分时间”通讯的运行模式提升到“全时段”通讯的运行模式。只有“全时段”通讯的运行模式才能够让你享受到HART的真正威力。（参见图2）如果你没有使用这种能力，你就会失去这些利益！
　　你需要知道的HART
　　在每个HART设备当中都有35至40个标准数据项。这些便于访问并且使用方便的数据项包括设备状态信息和诊断报警、带工程单位的过程变量、回路电流及其量程百分比、基本组态参数以及制造商名称和设备位号。标准HART命令可以让你方便的访问这些数据项。
　　HART智能现场设备连续不断的对自身进行评估，时刻监视着自身的性能状态。每个数据包都会返回设备状态信息，其中包括4-20mA信号的质量和过程变量的质量。HART协议要求所有设备必须报告至少一个设备故障、组态改变、冷启动或复位、回路电流输出固定、回路电流输出饱和以及一个主要变量或非主要变量超限。
　　采用HART数据能够在过程受到设备故障影响之前为用户提供设备故障的早期报警，这样可以提高控制系统的集成度。除了标准的设备状态信息之外，控制系统还可以对实际的回路电流值和从设备中读取的数字读数进行比较，从而对PV值和回路电流值进行独立的验证。
　　怎样使用HART数据
　　大多数控制系统供应商都提供某些类型的HART接口解决方案。市场上也存在一些第三方的接口解决方案，例如为HART数据接入OPC服务器（HART服务器）提供路径的多路连接器以及基于PC的组态和诊断应用等；为HART数据进入工厂网（例如TCP/IP以太网、Modbus、Profibus和无线网络）服务的网关等；还有可以将HART设备数据转换成附加电流回路信号、触点闭合或者故障报警的单点回路监视器等。
　　许多控制系统拥有直接带有HART功能的输入/输出卡件，这种系统支持直接使用HART过程数据和诊断数据。一个具有HART功能的输入/输出卡件可以为用户提供最方便的HART功能集成手段，但是如果你没有这种卡件，市场上也有许多其它选择项供你挑选。
　　诸如多路连接器、网关和单点回路监视器等第三方产品可以为将HART数据服务能力扩展到现有的非HART系统提供支持。网关和多路连接器可以连接设备和系统，在将回路电流传送给现有的非HART控制系统的同时也允许其它系统（例如AMS资产管理系统）通过RS-485、以太网等方式访问HART数据。
　　在与HART（OPC）服务器结合以后，第三方设备可以提供一种简单的通路来访问每个支持HART的现场设备里的过程数据和诊断信息。HART服务器符合OPC标准的要求，可以为用户提供与流行的SCADA/HMI、历史趋势、SPC/SQC以及MIS/MRP之间方便的接口服务。
　　如果多点集成超出了你需要的范围，一个单点监视器也可以把你连接到一台HART设备当中的极有价值的数据。一个单点监视器通常连接到电流回路，可以经过编程从而提供与设备中的多变量成比例的附加电流回路输出。另外还可以对报警触点闭合输出进行编程，在设备状态值改变（例如一台设备的故障状态值触发触点闭合，对现有控制系统发出报警，告诉系统出现了问题）时动作。
　　不管你的系统是现有的控制系统还是新的支持HART功能的I/O系统，对设备状态进行连续的验证和监视、诊断都将使你的工厂保持运行在最佳状态。

　　HART通讯是安全、可靠的，而且已经存在于你的工厂之中。这种技术已经获得了全球范围的主要仪表和系统供应商的支持，他们可以根据你的集成水平为你提供所需要的选择项。HART协议可以节省你的时间和金钱，保护你的资产投资。它是提高工厂性能和生产质量的最具有效费比的解决方案。
　　下一步作什么
　　从另一个角度观察一下HART通讯技术，因为它能够满足你工厂的需要。然后采取行动！确定你的HART设备。对你的员工进行HART能力培训。与你的系统供应商谈谈怎样访问HART数据，他怎样为你提供工具来较好的使用HART的威力！
　　HART通讯基金会是一个国际性的、会员制的非赢利组织，是HART通讯协议的标准制定机构。HART通讯基金会建立于1993年，该基金会管理HART规范以及在全球范围内提供HART技术的应用支持。HART通讯基金会的成员资格向任何对HART通讯技术应用感兴趣的公司开放。
　　HART通讯基金会及其遍及全球的主要过程自动化制造商会员能够帮助你学习更多关于HART技术以及HART可以为你的公司提供好处的知识。请直接联系任何成员公司或访问网站 www.hartcomm.org。
文章编号：060909
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