پروتکل هارت (HART) چیست؟

اگر بخواهیم تعریف ساده ای از پروتکل HART داشته باشیم باید گفت که پروتکل HART یک استاندارد جهانی است. این یک استاندارد جهانی برای ارسال و دریافت اطلاعات دیجیتال است. انتقال اطلاعات از طریق سیم های آنالوگ بین دستگاه های هوشمند و سیستم کنترل مانیتورینگ یا ارتباط دستی است. در یک تعریف دقیق تر، هارت یک پروتکل ارتباطی دو طرفه است که امکان دسترسی به داده ها را بین سیستم های میزبان فراهم می نماید. سیستم میزبان می تواند تمام نرم افزارها را کنترل کند. پروتکلHART  مخفف Highway Addressable Remote Transducer می‌باشد. پروتکل هارت یک پروتکل ارتباطی صنعتی است که برای ارتباط با اجزای مختلف مانند سنسورها، کنترلرها و سایر اجزای سیستم های اتوماسیون صنعتی استفاده می شود.

پروتکل هارت چیست؟

به زبان ساده، HART یک پروتکل ارتباطی صنعتی است. پروتکل HART خلاصه شده Highway Addressable Remote Transducer است که برای برقراری ارتباط بر اساس استاندارد FSK استفاده می شود. پروتکل HART توسط Rosemount Inc در اواسط دهه 1980 به عنوان یک پروتکل ارتباطی دیجیتال اختصاصی توسعه یافت. سرانجام در سال 1986 به یک پروتکل باز تبدیل شد. از آن زمان تا به امروز، روز به روز بر قابلیت های پروتکل هارت افزوده شده است. مهمترین مزیت استفاده از پروتکل HART این است که می تواند با حلقه های جریان دقیق دستگاه های آنالوگ قدیمی ارتباط برقرار کند. همچنین در چنین حالتی جفت سیم‌ هایی که مورد استفاده سیستم‌های میزبان قرار دارند، می‌توانند فقط آنالوگ را به اشتراک بگذارند. امروزه پروتکل HART به طور گسترده در سیستم های فرایند و ابزار دقیق که شامل برنامه‌های اتوماسیون کوچک تا کاربردهای صنعتی هستند، استفاده می‌شود.

نحوه عملکرد

پروتکل HART یک ارتباط دیجیتالی دو طرفه از تجهیزات هوشمند بدون تداخل در سیگنال های آنالوگ است که به طور همزمان سیگنال های آنالوگ و دیجیتال را بر روی یک جفت سیم مطابق با استاندارد FSK سیگنال آنالوگ تعدیل می کند.پارامترهای دیجیتال به عنوان سیگنال های دیجیتال با کاربرد هایی مانند پارامترهای فرآیند، پیکربندی تجهیزات، پارامترهای کالیبراسیون و سیگنال های تشخیص خطا ارسال می شوند. این سیگنال های دیجیتال حاوی اطلاعاتی مانند ویژگی های دستگاه، کالیبراسیون و خطاهایی هستند که توسط سیگنال آنالوگ 4-20 میلی آمپر قابل انتقال نیستند. البته تمامی دستگاه های مورد استفاده در اتوماسیون، فرآیندهای واحد صنعتی مانند ترانسمیتر ها، شیرهای کنترل، کامپیوترها، سیستم های کنترل DCS و PLC می توانند از این پروتکل برای ارتباط با یکدیگر استفاده کنند.

مزایا پروتکل HART

• طراحی آن ساده است و استفاده از آن را آسان می کند.
• هزینه های نگهداری کم است.
• سازگاری بالایی با ابزار دقیق آنالوگ رایج دارد.
• می تواند به طور همزمان ارتباط آنالوگ و دیجیتال را برقرار کند.
• دارای قابلیت اتصال به صورت مالتی دراپ
• و…

حالت های پروتکل ارتباطی HART چیست؟

دستگاه های HART می توانند در این دو پیکربندی شبکه کار کنند:

1.نقطه به نقطه

در این پیکربندی، یک سیگنال سنتی 20-4 میلی آمپر برای تعریف متغیر استفاده می شود. در حالی که سایر متغیرهای مهم فرآیند از طریق سیگنال های دیجیتال از طریق پروتکل HART ارتباط برقرار می کنند. به این ترتیب سیگنال دیجیتال HART دسترسی به پارامترهای ثانویه و همچنین داده های مهم مربوط به راه اندازی، تعمیر و نگهداری و تشخیص و غیره را فراهم می کند. پروتکل HART می تواند تا دو مسیر اصلی و ثانویه را پشتیبانی کند. کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC)، سیستم های کنترل توزیع شده (DCS) و رایانه شخصی (PC) می توانند اصلی ترین آنها باشند. مسیر های ثانویه می توانند هر رایانه شخصی یا ترمینال دستی باشند. فرستنده ها، کنترل کننده ها و محرک ها چندین دستگاه Slave اغلب به یک Master یا Master ثانویه متصل می شوند. دستگاه های اولیه و ثانویه با عملکرد یکدیگر تداخل ندارند.

2.چند تایی

این یک روش ارتباطی انفجاری است که در آن از یک دستگاه برده برای پخش پیام پاسخ HART استفاده می شود. در این روش ارتباط HART تنها از یک جفت سیم استفاده می شود. در صورت امکان می توان تجهیزات الکتریکی کمکی و موانع ایمنی را نیز اضافه کرد. همه متغیرهای فرآیند به صورت دیجیتالی منتقل می شوند. همه دستگاه‌های میدانی در این حالت دارای آدرس‌های نظرسنجی > 0 هستند. جریان در 4-20 میلی آمپر ثابت است.

✅جمع بندی

پروتکل هارت یک پروتکل ارتباطی صنعتی است که امروزه در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. دانستن این پروتکل و عملکرد آن می تواند به ما در پیکربندی و راه اندازی سیستم های اتوماسیونی کمک کند. پروتکل هارت برای پیکربندی تجهیزات، پارامترهای کالیبراسیون و… کاربرد دارد. ویژگی ها و مزایای مهم پروتکل HART طراحی و سهولت کار است. به علاوه، تعمیر و نگه داری آن سریع و ارزان است.

سوالات متداول