El protocolo de comunicación HART (transductor remoto direccionable en autopista) es un protocolo abierto híbrido analógico + digital de automatización industrial. Su ventaja más notable es que puede comunicarse a través de bucles de corriente de instrumentación analógica heredados de 4–20 mA, compartiendo el par de cables utilizados por los sistemas host sólo analógicos. HART se usa ampliamente en sistemas de instrumentación y procesos que van desde pequeñas aplicaciones de automatización hasta aplicaciones industriales altamente sofisticadas.
CIERVO | |
---|---|
Información de protocolo | |
Tipo de red | Dispositivo (automatización de procesos) |
Medios físicos | Cableado de instrumentación analógica de 4-20 mA o inalámbrico de 2,4 GHz |
Topología de la red | Punto a punto, multipunto, malla inalámbrica |
Dispositivos máximos | 15 en multipunto |
Velocidad máxima | Depende de la capa física empleada |
Direccionamiento de dispositivos | Hardware software |
Órgano rector | Grupo FieldComm |
Sitio web | www |
Según Emerson, [1] debido a la enorme base de instalación de sistemas de 4–20 mA en todo el mundo, el protocolo HART es uno de los protocolos industriales más populares en la actualidad. El protocolo HART ha sido un buen protocolo de transición para los usuarios que deseaban utilizar las señales heredadas de 4–20 mA, pero deseaban implementar un protocolo "inteligente".
El protocolo fue desarrollado por Rosemount Inc. , basado en el estándar de comunicaciones iniciales Bell 202 a mediados de la década de 1980 como un protocolo de comunicación digital patentado para sus instrumentos de campo inteligentes. Pronto se convirtió en HART y en 1986 se convirtió en un protocolo abierto . Desde entonces, las capacidades del protocolo se han mejorado mediante sucesivas revisiones de la especificación.
Modos
Hay dos modos operativos principales de los instrumentos HART: modo punto a punto (analógico / digital) y modo multipunto.
Punto a punto
En el modo punto a punto, las señales digitales se superponen en la corriente de bucle de 4–20 mA . Tanto la corriente de 4-20 mA como la señal digital son protocolos de señalización válidos entre el controlador y el instrumento de medición o elemento de control final.
La dirección de sondeo del instrumento se establece en "0". Solo se puede colocar un instrumento en cada par de señales de cable de instrumento. Una señal, generalmente especificada por el usuario, se especifica para ser la señal de 4–20 mA. Otras señales se envían digitalmente además de la señal de 4-20 mA. Por ejemplo, la presión se puede enviar como 4-20 mA, lo que representa un rango de presiones, y la temperatura se puede enviar digitalmente a través de los mismos cables. En el modo punto a punto, la parte digital del protocolo HART puede verse como una especie de interfaz de bucle de corriente digital .
Múltiples gota
En el modo multipunto, la corriente del bucle analógico se fija en 4 mA y es posible tener más de un instrumento en un bucle de señal.
Las revisiones de HART 3 a 5 permitieron que las direcciones de sondeo de los instrumentos estuvieran en el rango de 1 a 15. La revisión 6 de HART permitió las direcciones 1 a 63; La revisión 7 de HART permite direcciones de 0 a 63. Cada instrumento debe tener una dirección única.
Estructura del paquete
El paquete de solicitud HART tiene la siguiente estructura:
Nombre del campo | Longitud (en bytes) | Propósito |
---|---|---|
Preámbulo | 5-20 | Sincronización y detección de portadora |
Byte de inicio | 1 | Especifica el número maestro |
Habla a | 1–5 | Especifica el esclavo, especifica el maestro e indica el modo de ráfaga |
Expansión | 0-3 | Este campo tiene una longitud de 0 a 3 bytes y su longitud se indica en el delimitador (byte de inicio). |
Mando | 1 | Valor numérico del comando a ejecutar |
Número de bytes de datos | 1 | Indica el tamaño del campo de datos |
Datos | 0-255 | Datos asociados al comando. BACK y ACK deben contener al menos dos bytes de datos. |
Suma de comprobación | 1 | XOR de todos los bytes desde el byte de inicio hasta el último byte de datos |
Preámbulo
Actualmente, todos los dispositivos más nuevos implementan un preámbulo de cinco bytes, ya que cualquier valor mayor reduce la velocidad de comunicación. Sin embargo, los maestros son responsables del soporte hacia atrás. La comunicación maestra con un nuevo dispositivo comienza con la longitud máxima de preámbulo (20 bytes) y luego se reduce una vez que se determina el tamaño del preámbulo para el dispositivo actual.
El preámbulo es: "ff" "ff" "ff" "ff" "ff" (5 veces ff)
Delimitador de inicio
Este byte contiene el número maestro y especifica que se está iniciando el paquete de comunicación.
Habla a
Especifica la dirección de destino implementada en uno de los esquemas HART. El esquema de direccionamiento original usaba solo cuatro bits para especificar la dirección del dispositivo, lo que limitaba el número de dispositivos a 16, incluido el maestro.
El esquema más nuevo utiliza 38 bits para especificar la dirección del dispositivo. Esta dirección se solicita al dispositivo mediante el comando 0 o el comando 11.
Mando
Este es un valor numérico de un byte que representa qué comando se ejecutará. El comando 0 y el comando 11 se utilizan para solicitar el número de dispositivo.
Número de bytes de datos
Especifica el número de bytes de datos de comunicación a seguir.
Estado
El campo de estado está ausente para el maestro y tiene dos bytes para el esclavo. El esclavo utiliza este campo para informar al maestro si completó la tarea y cuál es su estado de salud actual.
Datos
Los datos contenidos en este campo dependen del comando a ejecutar.
Suma de comprobación
La suma de comprobación se compone de un XOR de todos los bytes comenzando por el byte de inicio y terminando con el último byte del campo de datos, incluidos esos bytes.
Códigos de fabricante
A cada fabricante que participa en la convención HART se le asigna un número de identificación. Este número se comunica como parte del comando de identificación de dispositivo básico que se utiliza cuando se conecta por primera vez a un dispositivo. (Tenga en cuenta que la lista a continuación no es exhaustiva y está obsoleta (con fecha del 15 de noviembre de 1996), algunas de las corporaciones enumeradas ahora están extintas y la lista cambia constantemente con nuevos fabricantes que ingresan al mercado. Además, en la versión actual de la norma los dispositivos informan los códigos de identificación en hexadecimal en lugar de valores decimales). [2]
IDENTIFICACIÓN | Fabricante | IDENTIFICACIÓN | Fabricante | IDENTIFICACIÓN | Fabricante |
---|---|---|---|---|---|
1 | Acromag | 37 | Ronan | 73 | Instrumentos Elcon |
2 | Allen Bradley | 38 | Rosemount | 74 | EMCO |
3 | Ametek | 39 | Medición de la mirada | 75 | Termiflex |
4 | Dispositivos analógicos | 40 | Schlumberger | 76 | Instrumentos VAF |
5 | Muralla exterior | 41 | Sensall | 77 | Controles Westlock |
6 | Beckman | 42 | Siemens | 78 | Drexelbrook |
7 | Microsensor de campana | 43 | Camille Bauer | 79 | |
8 | Bourns | 44 | Toshiba | 80 | K TEK |
9 | Bristol Babcock | 45 | Transmation | 81 | Flowdata |
10 | Instrumento Brooks | 46 | Rosemount Analytical | 82 | Draeger |
11 | Chessell | 47 | Valmet | 83 | Raytek |
12 | Ingeniería de combustión | 48 | Valtek | 84 | Instrumentos meridianos |
13 | Industrias Daniel | 49 | Varec | 85 | BTG |
14 | Delta | 50 | Viatran | 86 | Magnetrol |
15 | Estándar Dieterich | 51 | Hierba | 87 | Neles Jamesbury |
dieciséis | Dohrmann | 52 | Westinghouse | 88 | Milltronics |
17 | Endress + Hauser | 53 | Xomox | 89 | HELIOS |
18 | Fischer y Porter | 54 | Yamatake | 90 | Compañía de instrumentos Anderson |
19 | Controles Fisher | 55 | Yokogawa | 91 | EN O |
20 | Foxboro | 56 | Nuovo Pignone | 92 | ROBERTSHAW |
21 | Fuji | 57 | Promac | 93 | Pepperl + Fuchs |
22 | ABB - Hartmann y Braun | 58 | Exac Corporation | 94 | ACCUTECH |
23 | Honeywell | 59 | KDG Mobrey | 95 | Medición de flujo |
24 | ITT Barton | 60 | Sistema de control Acrom | 96 | KAMSTRUP |
25 | KayRay Sensall | 61 | Princo | 97 | Knick |
26 | Kent | 62 | Smar | 98 | VEGA |
27 | Leeds y Northrup | 63 | Eckardt | 99 | SENSORES MTS SYS CORPS |
28 | Leslie | 64 | Tecnología de medición | 100 | Oval |
29 | M System Co | sesenta y cinco | Tecnologías de sistemas aplicadas | 101 | Masoneilan tocador |
30 | Measurex | 66 | Sansón | 102 | Besta |
31 | Micro Motion | 67 | Instrumentos de sparling | 103 | Ohmart |
32 | Industrias Moore | 68 | Fireye | 188 | Aplisens |
33 | Productos Moore | 69 | Krohne | 250 | no utilizado |
34 | Ohkura eléctrico | 70 | Equipo Betz | 251 | ninguno |
35 | Paine | 71 | Druck | 252 | desconocido |
36 | Sistemas de instrumentos Rochester | 72 | SOR | 253 | especial |
60C2 | Rhosonics Analytical BV | 24807 | Productos de control de Barksdale |
Referencias
- ^ Emerson http://www.automation.com/content/emerson-proves-advancements-in-eddl-electronic-device-description-language-technology , rev. 2009-09-09
- ^ FieldComm Group https://support.fieldcommgroup.org/en/support/solutions/articles/8000083841-current-list-of-hart-manufacturer-id-codes , consultado el 4 de mayo de 2020
- ^ HART - Protocolo de comunicaciones SMART, documento de tablas comunes, revisión: 9.0, versión: A 15 / nov / 96 (HCF_SPEC-183)
enlaces externos
- Grupo FieldComm
- Proyecto de código abierto .NET