Tweet
Giao thức HART sử dụng trong các thiết bị trường thông minh được thiết kế cho các ứng dụng mà ở đó dữ liệu quá trình được thu thập từ các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành nhờ kĩ thuật truyền thông số.Các thiết bị này sẽ được kết nối trực tiếp với các bộ PLC và các máy tính.
Giao thức HART (Highway Addressable Remote Transducer) là một kiểu bus trường thông mingh điển hình. Nó có thể hoạt động theo kiểu số lai 4-20mA.
Có hàng trăm các thiết bị trường thông minh sử dụng giao thức HART, điển hình là các thiết bị của Honeywell.
Các thiết bị trường thông minh thường đảm nhiệm các chức năng:
- Điều khiển việc chỉnh định range/zero/span
- Chẩn đoán các hàm chức năng
- Lưu giữ các thông tin về cài đặt cấu hình và các thông tin về trạng thái.
...
Giao thức truyền thông HART đang ngày càng được áp dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như là giao thức truyền thông chuẩn cho các thiết bị số sử dụng tín hiệu tương tự dạng dòng 4-20mA. Trên thị trường hiện nay xuất hiện ngày càng nhiều các thiết bị chuyển đổi đo lường sử dụng giao thức này. Mà nguyên nhân chính là tính năng cho phép giao thiếp truyền thông hai chiều giữa người sử dụng và các thiết bị cảm biến sẽ góp phẩn cải thiện đáng kể hệ thống quản lý thông tin về quá trình công nghệ trong nhà máy. Đồng thời giảm chi phí lắp đặt, chạy thử, vận hành và bảo dưỡng thiết bị, qua đó tăng tính cạnh tranh cho các nhà sản xuất sử dụng các thiết bị này.
1. Giới thiệu chung về HART Protocol
Trong rất nhiều năm trước đây, tín hiệu chuẩn dùng cho các thiết bị đo lường trong các nhà máy tự động hóa là tín hiệu tương tự dạng dòng điện 4-20mA. Trong đó 4mA tương ứng với giới hạn đo dưới của thiết bị, và 20mA tương ứng với giới hạn đo trên của thiết bị. Giả sử đối với một thiết bị cảm biến đo áp suất có giải đo từ 0-100 Psi, khi tín hiệu ra là 4mA sẽ có nghĩa là áp suất đặt vào thiết bị là bằng 0, còn khi tín hiệu dòng ra là 20mA thì có nghĩa là áp suất đạt vào bộ phận cảm biến của thiết bị chuyển đổi đo lường là bằng 100 psi, và tương tự, một dòng điện 12mA ở đầu ra thiết bị là tương ứng với áp suất 50Psi ở đầu vào. Do có tính chống nhiễu cao và không bị biến đổi khi truyền trên một khoảng cách dài so với tín hiệu đo lường dạng áp: 0-5VDC, 0-10 VDC, nên tín hiệu dòng 4-20mA đã được chấp nhận và sử dụng rộng rãi trong công nghiệp.
Giao thức HART được xây dựng dựa trên nguyên tắc phất huy tính ưu việt của tín hiệu dòng 4-20mA cho các cảm biến chuyển đổi đo lường thông minh. Nó được đặc biệt áp dụng cho các thiết bị sử dụng tín hiệu ra dạng dòng 4-20mA truyền thống. Giao thức HART cho phép giữ lại tính ưu việt của tín hiệu dòng 4-20mA, đồng thời cho phép khả năng giao tiếp tín hiệu số hai chiều mà không làm ảnh hưởng đến các tính năng đo lường của tín hiệu 4-20mA. Khác với các công nghệ truyền tín hiệu số khác, thiết bị sử dụng giao thức HART vẫn có thể được sử dụng tương thích với các hệ thống sử dụng tín hiệu 4-20mA truyền thống, và do đó cung cấp cho người sử dụng một giải pháp duy nhất để giải quyết vấn đề tương thích giữa hệ thống cũ và công nghệ mới. Vì những lý do đó, HART đang được biết đến như và sự nâng cấp số hóa việc truyền thông sử dụng tín hiệu 4-20mA truyền thống.
Theo mô hình tham chiếu OSI, HART chuẩn hóa lớp 1, 2 và 7.
Giao thức HART sử dụng phương thức mã hóa bit FSK với 2 tần số là 1200 và 2200 Hz cho logic 1 và logic 0. Giá trị trung bình của sóng sin (ở tần số 1200 và 2200 Hz), những tín hiệu được xếp chồng lên các tín hiệu 4-20mA là bằng 0. Vì vậy, các thông tin tương tự 4-20mA sẽ không bị ảnh hưởng .
Giao thức HART (Highway Addressable Remote Transducer) là một kiểu bus trường thông mingh điển hình. Nó có thể hoạt động theo kiểu số lai 4-20mA.
Có hàng trăm các thiết bị trường thông minh sử dụng giao thức HART, điển hình là các thiết bị của Honeywell.
Các thiết bị trường thông minh thường đảm nhiệm các chức năng:
- Điều khiển việc chỉnh định range/zero/span
- Chẩn đoán các hàm chức năng
- Lưu giữ các thông tin về cài đặt cấu hình và các thông tin về trạng thái.
...
Giao thức truyền thông HART đang ngày càng được áp dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như là giao thức truyền thông chuẩn cho các thiết bị số sử dụng tín hiệu tương tự dạng dòng 4-20mA. Trên thị trường hiện nay xuất hiện ngày càng nhiều các thiết bị chuyển đổi đo lường sử dụng giao thức này. Mà nguyên nhân chính là tính năng cho phép giao thiếp truyền thông hai chiều giữa người sử dụng và các thiết bị cảm biến sẽ góp phẩn cải thiện đáng kể hệ thống quản lý thông tin về quá trình công nghệ trong nhà máy. Đồng thời giảm chi phí lắp đặt, chạy thử, vận hành và bảo dưỡng thiết bị, qua đó tăng tính cạnh tranh cho các nhà sản xuất sử dụng các thiết bị này.
1. Giới thiệu chung về HART Protocol
Trong rất nhiều năm trước đây, tín hiệu chuẩn dùng cho các thiết bị đo lường trong các nhà máy tự động hóa là tín hiệu tương tự dạng dòng điện 4-20mA. Trong đó 4mA tương ứng với giới hạn đo dưới của thiết bị, và 20mA tương ứng với giới hạn đo trên của thiết bị. Giả sử đối với một thiết bị cảm biến đo áp suất có giải đo từ 0-100 Psi, khi tín hiệu ra là 4mA sẽ có nghĩa là áp suất đặt vào thiết bị là bằng 0, còn khi tín hiệu dòng ra là 20mA thì có nghĩa là áp suất đạt vào bộ phận cảm biến của thiết bị chuyển đổi đo lường là bằng 100 psi, và tương tự, một dòng điện 12mA ở đầu ra thiết bị là tương ứng với áp suất 50Psi ở đầu vào. Do có tính chống nhiễu cao và không bị biến đổi khi truyền trên một khoảng cách dài so với tín hiệu đo lường dạng áp: 0-5VDC, 0-10 VDC, nên tín hiệu dòng 4-20mA đã được chấp nhận và sử dụng rộng rãi trong công nghiệp.
Giao thức HART được xây dựng dựa trên nguyên tắc phất huy tính ưu việt của tín hiệu dòng 4-20mA cho các cảm biến chuyển đổi đo lường thông minh. Nó được đặc biệt áp dụng cho các thiết bị sử dụng tín hiệu ra dạng dòng 4-20mA truyền thống. Giao thức HART cho phép giữ lại tính ưu việt của tín hiệu dòng 4-20mA, đồng thời cho phép khả năng giao tiếp tín hiệu số hai chiều mà không làm ảnh hưởng đến các tính năng đo lường của tín hiệu 4-20mA. Khác với các công nghệ truyền tín hiệu số khác, thiết bị sử dụng giao thức HART vẫn có thể được sử dụng tương thích với các hệ thống sử dụng tín hiệu 4-20mA truyền thống, và do đó cung cấp cho người sử dụng một giải pháp duy nhất để giải quyết vấn đề tương thích giữa hệ thống cũ và công nghệ mới. Vì những lý do đó, HART đang được biết đến như và sự nâng cấp số hóa việc truyền thông sử dụng tín hiệu 4-20mA truyền thống.
Theo mô hình tham chiếu OSI, HART chuẩn hóa lớp 1, 2 và 7.
Giao thức HART sử dụng phương thức mã hóa bit FSK với 2 tần số là 1200 và 2200 Hz cho logic 1 và logic 0. Giá trị trung bình của sóng sin (ở tần số 1200 và 2200 Hz), những tín hiệu được xếp chồng lên các tín hiệu 4-20mA là bằng 0. Vì vậy, các thông tin tương tự 4-20mA sẽ không bị ảnh hưởng .
Attached Files
Comment