HART協(xié)議與軟件開發(fā)

遵照一套標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議來開發(fā)一套系統(tǒng)，其大的好處是不論硬件設(shè)備提供商還是軟件開發(fā)人員，都可以獨(dú)立地按照標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，分別提供標(biāo)準(zhǔn)的接口，從而大大提高工作效率，在后的軟件和硬件的聯(lián)合調(diào)試中會(huì)帶來大的方便。由于HART協(xié)議是本數(shù)據(jù)平臺(tái)軟件和整個(gè)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的理論依據(jù)，只有充分理解和消化了HART協(xié)議各層規(guī)范后，才可以根據(jù)具體規(guī)范對(duì)協(xié)議的各層進(jìn)行軟件實(shí)現(xiàn)，從而達(dá)到上位機(jī)軟件與基于HART協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)儀表之間進(jìn)行通信，以完成數(shù)據(jù)交換的目的。目前，國內(nèi)對(duì)HART協(xié)議進(jìn)行系統(tǒng)的翻譯，總結(jié)和消化的文獻(xiàn)還不多見，因此在本章，鄭州波特電子有限公司將根據(jù)在研究工作中對(duì)HART協(xié)議的消化和理解，簡(jiǎn)要地對(duì)在軟件設(shè)計(jì)中涉及到的HART協(xié)議規(guī)范進(jìn)行總結(jié)。

概述:

HART（Highway Addressable Remote Transducer）協(xié)議，是一項(xiàng)4-20mA信號(hào)與數(shù)字通信技術(shù)兼容的過渡性標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)已有Rosemount ,Smar,ABB ,Fuji , Moore, E+H, Honeywell, Fisher Controls, Arcom Control Systems Ltd. 等70多家公司參加了HART 協(xié)議基金HCF。由于HART 協(xié)議眾多不容置疑的優(yōu)點(diǎn)，使它成為應(yīng)用為廣泛的現(xiàn)場(chǎng)通信協(xié)議，1994年，HART變送器占世界智能變送器市場(chǎng)的76%，已成為事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)業(yè)內(nèi)人士估計(jì)，HART 協(xié)議在上的使用壽命為15-20年，國內(nèi)由于客觀條件所限，這個(gè)時(shí)間還會(huì)更長(zhǎng)些，因此，在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，HART 產(chǎn)品仍有十分廣泛的市場(chǎng)。

HART 協(xié)議保留了4-20mA過程控制信號(hào)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，允許在同一個(gè)環(huán)路上同時(shí)存在模擬信號(hào)和數(shù)字通信信號(hào)而不相互影響。這一點(diǎn)是通過采用Bell202的通信標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的，Bell202采用頻移鍵控FSK（Frequency Shift Keying ）技術(shù)。HART 協(xié)議的通信是在4-20mA的電流上施加一頻率信號(hào)而實(shí)現(xiàn)的。有兩個(gè)信號(hào)頻率，一個(gè)是1200HZ，代表邏輯“1”，另一個(gè)是2200HZ，代表邏輯“0”，信號(hào)的幅值是0.5mA。   

在整個(gè)通訊過程中，既有模擬信號(hào)（4-20mA），也有數(shù)字信號(hào)（1200HZ和2200HZ），由于在一個(gè)信號(hào)周期中，通信信號(hào)的平均值為0，從而不對(duì)4-20mA的模擬信號(hào)產(chǎn)生影響，這是HART協(xié)議重要的特點(diǎn)之一。