هارت HART چیست؟

پروتکلHART  مخفف Highway Addressable Remote Transducer می‌باشد که از اساس استاندارد (Frequency Shift Keying) FSK برای ارتباط استفاده می‌کند.

پروتکل HART یک پروتکل ارتباط صنعتی بوده که برای ارتباط اجزای مختلف مانند سنسور- کنترل کننده‌ها و سایر اجزای سیستم‌های اتوماسیون صنعتی به کار می‌رود. در این ساختار ارتباطی داده‌‌های دیجیتال بر روی سیگنال‌های آنالوگ مدوله می‌شوند.

هدف پروتکل هارت که بر اساس استاندارد ارتباطی FSK موجود در سامانه های مخابراتی پایه گذاری شد و با بهره گیری از روش FSK عمل میکند. سوار کردن سیگنال های دیجیتال بر روی سیگنال آنالوگ 4 تا 20mA است. پروتکل هارت قادر است ارتباط دو طرفه مطمئن و امنی را میان مجموعه ای از تجهیزات نصب شده در فیلد و تجهیزات اتاق کنترل برقرار نماید. سیگنال های دیجیتال مذکور اطلاعاتی از قبیل مشخصات تجهیزات، کالیبراسیون و خطاها را دربردارند که ارسال این نوع اطلاعات توسط سیگنال آنالوگ 4-20mA امکان پذیر نیست. البته بدیهی است تمامی دستگاههای مورد استفاده در اتوماسیون، فرآیند یک واحد صنعتی از قبیل ترانسمیترها، شیرهای کنترلی، رایانه ها، سامانه های کنترل DCS وplc می توانند از این پروتکل برای برقراری ارتباط با یکدیگر استفاده نمایند.

سیگنال حامل در این پروتکل جریان ۲۰-۴ میلی آمپر می‌باشد. این قابلیت امکان استفاده از این پروتکل را بر روی زوج سیم‌‌های قدیمی ممکن می‌سازد. در این روش هر یک از داده‌های ۰ و ۱ در ارتباط دیجیتال دارای فرکانس مربوط به خود است.
                                                              
همانطور که در شکل فوق مشاهده می‌شود سیگنال قرمز رنگ سیگنال آنالوگ بوده که یک سیگنال جریانی می‌باشد و سیگنال دیجیتال بر آن اضافه شده است.در این ارتباط فرکانس ۱۲۰۰ هرتز بیانگر ۱ منطقی و فرکانس ۲۲۰۰ هرتز بیانگر ۰ منطقی می‌باشد .یکی از مهمترین خصوصیات HART  قابلیت مبادله اطلاعات با سیستم‌های اتوماسیون قدیمی و مدرن از طریق سیگنال استاندارد صنعتی آنالوگ ۲۰-۴ میلی آمپر می‌باشد به طوری‌که امکان ارسال سایر داده‌ها را از طریق سیگنال‌های دیجیتال و بر روی همان زوج سیم را داشته باشیم.

بخش دیجیتالی ارتباط  HART می‌تواند، بدون قطع سیگنال آنالوگ 4 تا 20 میلی آمپری، حدود 2 تا 3 بار در هر ثانیه به روز شود . دستگاههای مجهز به سیستم ارتباطی HART برای ارتباط برقرارکردن در حلقه های ابزار دقیقی به حداقل امپدانس حلقه 230 اهمی (بطور نوعی 250 اهم) نیاز دارند.

HART  بطور نوعی پروتکلی ارتباطی از نوع درخواست – پاسخ است ، یعنی در طی عملیات معمولی (به روزآوری 2داده ها  تا 3 بار در هر ثانیه) ، توسط یک وسیله ارتباطی میزبان (Host) ،ارتباط با هر یک از وسائل نصب شده در سایت آغاز می‌شود. به هر حلقه HART  ، دو میزبان می‌تواند وصل شود اولین میزبان، بطور معمول یک سیستم کنترل توزیع شده (DCS) ، کنترل کننده منطقی با قابلیت برنامه‌ریزی (PLC) ، یا یک کامپیوتر شخصی (PC) است. میزبان دوم، می‌تواند  یک پایانه دستی (hand held) یا PC دیگر باشد.

دستگاههای نصب شده در سایت شامل ترانسمیترها، حسگرها، ترانسدیوسرها ، عملگرها (Actuators) و کنترل کننده‌هایی هستند که به فرمانهای میزبان اول یا دوم پاسخ می‌دهند.

                                                      

پروتکل ارتباطی HART  براساس استاندارد ارتباطی تلفن Bell 202 بنا نهاده  شده است  و با استفاده از اصول FSK کار می‌کند.

سیگنال دیجیتالی HART  ، از دو فرکانس 1200 هرتز و 2200 هرتز که به ترتیب نمایندگی بیت‌های ۱ و ۰ را دارند استفاده می‌کند. امواج سینوسی این دو فرکانس بر روی جریان مستقیم (DC) سیگنال آنالوگ موجود در کابل سوار می‌شوند تا همزمان ارتباط آنالوگ و دیجیتال را برقرار کنند .چون مقدار میانگین سیگنال FSK همیشه صفر است، تأثیری بر سیگنال آنالوگ 4 تا 20 میلی‌آمپری نمی گذارد.


                    

هارت مولتی کالیبراتور PROVA133 امکان کالیبره سیستم های HART با مقاومت 250 اهم میباشد. بدین صورت که با اعمال 4-20mA سیستم های هارت کالیبره می شوند. جهت دریافت مشخصات این مولتی متر به لینک زیر مراجعه فرمایید.