یکی از تکنولوژی های پیشرفته معرفی شده در اواخر 1980 تکنولوژی
HART می باششد که نام ان از حروف اول کلمات در عبارت Highway addressable remote transmitter گرفته شده است.
هدف از استاندارد
HART ایجاد یک روش ارتباطی بین دو دستگاه اندازه گیری از طریق همان دوسیم استفاده شده برای انتقال سیگنال ابزار دقیق انالوگ 4-20میلی امپر می باشد.
به عبارت دیگر ،
هارت یک استانداردارتباطی ترکیبی است،که یک کانال از اطلاعات توسط مقدار انالوگ سیگنال20-4 میلی امپر دی سی منتقل شده ،و کانال دیگر برای ارتباط دیجیتالی می باشد که به وسیله ان می توان بسیاری از متغیر های دیگر را با استفاده از پالس های جریانی معرف باینری مقدار بیت 0 و 1 انتقال داد. پالس های جریان دیجیتال بر روی سیگنال جریان DC انالوگ سوار شده اند،به طوری که همان دو سیم هر دو اطلاعات دیجیتال و انالوگ را توامان حمل می کند.
مفهوم اساسی هارت( HART)
با نگاه به یک لوپ تغدیه شده ای (Loop powered)استاندارد دو سیمه المان هایی همچون ترانسمیتر ، منبع تغدیه DC، و معمولا یک مقاومت 250 اهم دیده می شود. این مقاومت برای ایجاد یک سیگنال 1 تا 5 ولت قابل خاندن توسط هر نشان دهنده ی دریافت کننده ی ولتاژ، کنترلر، یا رکوردر می باشد.
در این مدار وظیفه اصلی ترانسمیتر تنظیم جریان بر روی مقدار معرف متغییر فرایند اندازه گیری شده (مثل فشار، فلو، دما،)می باشد،به طوری که ترانسمیتر از یک رنج 4-20 میلی امپر استفاده می کند.
در ابزار دقیق صنعتی دستگاه هایی که از طریق لوپ تغذیه می شوند بسیار رایج هستند،چرا که ان ها اجازه می دهند هم تغذیه و هم اطلاعات انالوگ بر روی یک زوج سیم منتقل می شود.
با ظهور ترانسمیتر های مبتنی بر میکرو پروسسور،برای تکنسین های ابزار دقیق این امکان به وجود امد که پارامتر های درون ترانسمیتر (مقادیر رنج،مقادیر میرائی و غیره ) را به صورت دیجیتالی پیکر بندی کرده و از ترانسمیتر برای الارم های خود تشخیص پرسوجو کنند. هر چند به منظور استفاده کامل از قابلیت های دیجیتال ، باید روشی برای ارتباط دیجیتال با ترانسمیتر و بر روی همان دوسیم استفاده شده برای انتقال سیگنال 4-20میلی امپر وجود داشته باشد.
در غیر ایصورت تنها راه دسرسی به این ارایه غنی از داده های دیجیتال درون ترانسمیتر اتصال یک دستگاه ارتباطی (Communicator Device) به یک پورت خاص قرار گرفته بروی خود ترانسمیتر است،که با توجه به این که این ترانسمیتر ها در محیط های صنعتی استفاده می شوند این مطلب ناخوشایند می باشد.چرا که این ترانسمیتر ها معمولا در مکان های الوده نصب شده و اغلب دسرسی به انها سخت است،به طوری که اگر یک کامپیوتر شخصی و یا دیگر دستگاه های ارتباطی را نگه داشته باشیم کار مشکل تر نیز خواهد بود.
بنابراین پروتکل ارتباطی
HART برای رفع این نیاز متولد شده است،
HART داده های دیجیتال را در طول سیم لوپ و به شکل سیگنال AC سوار شدهبر روی سیگنال جریان 4-20 میلی امپر دی سی انتقال می دهد. مودم قرار گرفته در داخل ترانسمیتر هوشمند این سیگنال های AC را به بیت های باینری وبالعکس ترجمه می کند.
حال،تکنسین ها ابزار دقیق می توانند به سادگی با اتصال یک دستگاه ارتباطی
HART به هر نقطه از طول کابل دوسیمه با ترانسمیتر های مبتنی بر میکروپروسسور گفتگو کنند،حتی در دور ترین نقطه از ترانسمیتر یعنی جایی که کابل به سخت افزار سیستم کنترلی (کنترلر نصب شده در پانل ،PLC,DCS و غیره ) ترمینال می شوند.
توانایی انتقال داده های دیجیتال بر روی همان دو سیم استفاده شده برای تغذیه DC و سیگنال انالوگ امکان بهره برداری از طیف جدید و وسیعی از امکانات را میسر خواهند کرد. با این تفاضل ،ترانسمیتر نصب شده در سایت علاوه بر انتقال سیگنال انالوگ که نشان دهنده ی متغیر فرایند اصلی می باشد توانای انتقال اطلاعات خود شخصی (Self diagnostic )، گذارش وضعیت،الارم ها،و حتی چندین متغییر فرایند را نیز خواهد داشت.
با اتصال دیجیتال ، تنها محدودیت سرعت داده (نرخ داده)است و نه کمیت ان،در واقع حتی این امکان وجود دارد که سیستم کنترلی با استفاده از همین پروتکل دیجیتال ، اطلاعات را به ترانسمیتر منتقل کرده، و بااستفاده از این کانال داده ای دیجیتالی بین رنج های اندازه گیری مختلف از پیش تنظیم شده سوئیچ کند،و ویژگی خاصی (همچون مشخص سازی ریشه دوم ،میرایی و غیره) را به طور اتوماتیک و از راه دور فعال کند.
یک ترانسمیتر
HART،به یک میکرو کنترلر داخلی مدیریت کننده ی وظایف مجهز شده، که این کامپیوتر کوچک با سوار کردن سیگنال AC (پالس جریان در مد ارسال، پالس های ولتاژ در مد دریافت) بر روی همان دو سیم حامل سیگنال انالوگ 4-20 میلی امپر و تغذیه DC قادر به ارسال و دریافت داده های دیجیتال می باشد .
هر کامپیوتر متصل شده به لوپ به یک مودم
HART مجهز شده و به یک نرم افزار پیکربندی نیاز دارد ،به طوری که یک دستگاه مناسب را توصیف می کند (Device Description) که اگر به صورت موازی به ترمینال های ترانسمیتر متصل شده باشد می تواند با ترانسمیتر
HART ارتباط برقرار کند
حال این کامپیوتر خارجی با استفاده از مخابره ی داده های دیجیتال توانایی مانیتور کردن جزئیات عملکرد ترانسمیتر ، پیکر بندی ترانسمیتر ،عوض کردن رنج اندازه گیری ،و انجام مجموعه ای از توابع اضافی را خواهد داشت.
توصیف دستگاه (Device Description ) یا اصطلاحات فایل DD، مشابه فایل درایور پرینتر ،اسکنر ، یا هر دستگاه جانبی پیچیده دیگر می باشد که به کامپیوتر یاد می دهد که چگونه باید پارامتر های درون میکرو کنترلر دستگاه های فیلد (Field instrument) دسترسی پیدا کند.
بدون یک فایل DD مناسب بارگذاری شده بر روی کامپیوتر ،ممکن است بسیاری از پارامتر ها دستگاه فیلد غیر قابل دسترس باشند.
یک جایگزین مناسب برای کامپیوتر شخصی و مودم هارت یک دستگاه دستی خاص است که
HART communicator نامیده می شود. دو مدل مختلف از این دستگاه(
HART communicator 375 و
HART communicator 475) که در ایران رایج ترین می باشد.
درباره این سایت