راهنمای کاربردی ارتباط hart

راهنماي کاربردي ارتباط hart

راهنمای کاربردی ارتباط hart

بخش اول : روشهای ارتباطی مقدمه
در محیط رقابتی امروزه، تمامی شرکتها بدنبال کاهش هزینه‌های عملیاتی، سرعت بخشیدن به فرآیند تولید و بهبود کیفیت محصولات خود هستند.
HART-Highway Addressable Remot Transducer پروتکلی ارتباطی است که بطور مستقیم اهداف فوق را با حداقل هزینه در موارد زیر مدنظر قرار می‌دهد:

  • نصب و راه‌اندازی
  • عملیات کارخانه و بهبود کیفیت
  • نگهداری و تعمیرات
  • عیب یابی وسایل ابزاردقیقی (دستگاهها ،حسگرها ،ترانسمیترها ،ترانسدیوسرها و …)
  • رفع عیب وسایل ابزاردقیقی نصب شده درسایت
  • خواندن مقادیر اندازه گیری شده و ارسال نقاط کاری دستگاهها و حلقه های ابزاردقیق
  • بررسی وضعیت و شرایط موجود وسایل ابزاردقیق

این پروتکل توسط شرکت Fisher-Rosemount با اضافه کردن امکان ارتباط دیجیتالی به وسایل ابزاردقیقی که با سیگنال آنالوگ ۴ تا ۲۰ میلی آمپر مرسوم در حلقه های ابزاردقیق کار میکنند توسعه پیداکرد.
این پروتکل ، ارتباط بین وسایل ابزاردقیق نصب شده در سایت و سیستم های میزبان (Host) که معمولا دورتر از محل نصب وسایل ابزاردقیق (مثل اتاق کنترل) هستند را براحتی برقرار میکند.
پروتکل ارتباطی HART استانداردی باز (open) است که تا سال ۲۰۱۱ میلادی توسط بیش از ۲۳۰ شرکت عضو در بنیاد ارتباطی Hart یا Hart Communication Foundationمورد استفاده قرار گرفته است.
محصولاتی که از پروتکل HART برای ارائه سیگنالهای آنالوگ ۴ تا ۲۰ میلی‌آمپر و اطلاعات دیجیتالی استفاده می‌کنند، چنان انعطاف‌پذیری را در اختیار کاربران قرار می‌دهند که توسط سایر فن‌آوریهای ارتباطی قابل دسترسی نمی‌باشد.

۱) روشهای ارتباطی
بخش دیجیتالی ارتباط HART می‌تواند، بدون قطع سیگنال آنالوگ ۴ تا ۲۰ میلی آمپری، حدود ۲ تا ۳ بار در هر ثانیه به روز شود . دستگاههای مجهز به سیستم ارتباطی HART برای ارتباط برقرارکردن در حلقه های ابزاردقیقی به حداقل امپدانس حلقه ۲۳۰ اهمی (بطور نوعی ۲۵۰ اهم) نیاز دارند.
۱-۱) روش ارتباطی درخواست پاسخ Request-Response Mode
HART بطور نوعی پروتکلی ارتباطی از نوع درخواست – پاسخ است ، یعنی در طی عملیات معمولی (به روزآوری ۲داده ها تا ۳ 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،ترانسد یوسرها ، عملگرها (Actuators)و کنترل کننده‌هایی هستند که به فرمانهای میزبان اول یا دوم پاسخ می‌دهند.
۱-۲) روش ارتباطی پشت سرهم Burst Mode
برروی برخی وسائل HART امکان اختیاری قرارداده شده است که می‌تواند ارتباطی سریعتر برقرار کند و در هر ثانیه ۳ تا ۴ بار داده‌ها را بروز کند که به آن روش ارتباطی پشت سرهم می‌گویند.
در این روش، میزبان برای دستگاه نصب شده در سایت دستوراتی را صادر می‌کند تا دستگاه بطور پیوسته پاسخی با استاندارد HART را منتشر کند (بطور مثال مقدار متغیر فرآیند PV ). میزبان تازمانیکه به دستگاه نصب شده در سایت دستور توقف ارسال پاسخ بصورت پشت سرهم صادر کند،داده ها را با را با سرعتی بالاتر از آنچه دستور داده است دریافت می‌کند .

۱-۳) FSK یا روش کلیدزنی جابجایی فرکانسFrequency Shift Keying
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 ۱۲۰۰ هرتز و ۲۲۰۰ 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 (شکل زیر) چون مقدار میانگین سیگنال FSK همیشه صفر است، تأثیری بر سیگنال آنالوگ ۴ تا ۲۰ میلی‌آمپری نمی گذارد.

۱-۴) PSK یا روش کلیدزنی جابجایی فاز Phase Shift Keying
در پروتکل HART نسخه ۶، سطح فیزیکی (Physical Layer)با سرعت ارتباطی بالاتر (بصورت اختیاری) نیز در دسترس است که به آن PSK که مخفف Phase Shift Keying و با معنی کلید زنی با جابجایی فاز است می‌گویند. این روش ارتباطی، ارتباط سریعتر با قابلیت ارتباط دیجیتالی ۱۰ تا ۱۲ تعامل در هر ثانیه همزمان با سیگنال ۴ تا ۲۰ میلی‌آمپر را دارد.
در حال حاضر (سال ۲۰۱۱) بصورت تجاری این روش ارتباطی برای کاربردهای دو سیمه به بازار ارائه نشده است.

عنوان مطلب: راهنمای کاربردی ارتباط hart

مشاهده کامل مطلب: لینک به تالار گفتگو

منبع: نواندیشان

اشتراک گذاری این نوشته

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *