现场总线HART通信协议
HART通信协议
HART通信协议一、引言HART通信协议是一种数字通信协议，用于在4-20mA模拟信号线上传输数字数据。
该协议旨在提供一种可靠的通信方式，以实现远程监测和控制设备的目的。
本协议规定了HART通信协议的标准格式和通信规范，以确保设备之间的互操作性和数据的准确传输。
二、范围本协议适用于使用HART通信协议的设备和系统。
HART通信协议可以用于各种行业，包括但不限于工业自动化、过程控制、仪器仪表和监测设备。
三、术语和定义在本协议中，以下术语和定义适用：1. HART主机：指能够发送和接收HART通信协议数据的设备。
2. HART从机：指通过HART通信协议接收和响应HART主机发送的数据的设备。
3. HART通道：指用于传输HART通信协议数据的4-20mA模拟信号线。
4. HART命令：指HART主机发送给HART从机的指令或请求。
5. HART响应：指HART从机对HART主机发送的命令作出的响应或回复。
四、通信协议格式1. 物理层HART通信协议使用4-20mA模拟信号线进行数据传输。
通信双方通过该信号线进行数据的发送和接收。
发送方将数字数据转换为4-20mA模拟信号，接收方将模拟信号转换为数字数据。
2. 数据链路层HART通信协议使用HDLC（高级数据链路控制）协议作为数据链路层协议。
HDLC协议提供了数据的可靠传输和错误检测功能。
3. 应用层HART通信协议的应用层定义了命令和响应的格式和规范。
命令和响应的格式如下：- 命令格式：- 起始字节：用于标识命令的开始。
- 命令字节：用于指示具体的命令类型。
- 数据字节：用于传输命令的参数和数据。
- 校验字节：用于校验命令的正确性。
- 结束字节：用于标识命令的结束。
- 响应格式：- 起始字节：用于标识响应的开始。
- 命令字节：用于指示响应对应的命令类型。
- 数据字节：用于传输响应的参数和数据。
- 校验字节：用于校验响应的正确性。
- 结束字节：用于标识响应的结束。
HART协议资料
HART协议1、HART(Highway Addressable Remote Transducer)，可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议，是美国ROSEMOUNT公司于1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。
HART装置提供具有相对低的带宽，适度响应时间的通信，经过10多年的发展，HART技术在国外已经十分成熟，并已成为全球智能仪表的工业标准。
HART协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号，在低频的4-20mA 模拟信号上叠加幅度为0.5mA的音频数字信号进行双向数字通讯，数据传输率为1.2Mbps。
由于FSK信号的平均值为0，不影响传送给控制系统模拟信号的大小，保证了与现有模拟系统的兼容性。
在HART协议通信中主要的变量和控制信息由4-20mA传送，在需要的情况下，另外的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过HART协议访问。
HART通信采用的是半双工的通信方式，其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信，属于模拟系统向数字系统转变过程中过渡性产品，因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力，得到了较快发展。
HART 规定了一系列命令，按命令方式工作。
它有三类命令，第一类称为通用命令，这是所有设备都理解、都执行的命令；第二类称为一般行为命令，所提供的功能可以在许多现场设备（尽管不是全部）中实现，这类命令包括最常用的的现场设备的功能库；第三类称为特殊设备命令，以便于工作在某些设备中实现特殊功能，这类命令既可以在基金会中开放使用，又可以为开发此命令的公司所独有。
在一个现场设备中通常可发现同时存在这三类命令。
HART采用统一的设备描述语言DDL。
现场设备开发商采用这种标准语言来描述设备特性，由HART基金会负责登记管理这些设备描述并把它们编为设备描述字典，主设备运用DDL技术来理解这些设备的特性参数而不必为这些设备开发专用接口。
但由于这种模拟数字混合信号制，导致难以开发出一种能满足各公司要求的通信接口芯片。
Hart_Protocol
HART 协议1.HART 协议概况HART 协议是美国Rosemount 公司于1986年提出的一项标准通讯协议，其全称为Highway Addressable Remote Transducer，即可寻址远程传感器数据公路。
就现场总线的意义上说，HART 协议的特点是具有与现场总线类似的体系结构，具有总线式的数字通讯，但HART 并不是真正的现场总线，它只是现场总线的雏形，是从模拟控制系统向现场总线过渡的一块踏脚石。
所谓“过渡”，是指它在4~20mA模拟信号上叠加FSK（Frequency Shift Keying，频移键控，详见第二节）数字信号，既可进行4~20mA 模拟信号的传输，又能进行数字通讯，同时，数字通讯信号不影响模拟信号的传输。
显然，这是一项4~20mA模拟信号与数字通讯相兼容的标准。
作为一个开放性协议，经过十多年的发展，HART 协议已成为智能仪表事实上的工业标准。
HART 通讯协议参照“ISO/OSI”的模型标准，简化并引用其中的1，2，7三层制定而成，即：物理层，数据链路层和应用层，对应关系如下：2．HART 协议的物理层本节主要描述了HART 协议的物理层的信号模式和传输介质等，这些都是与OSI 协议参考模型的物理层的规定相一致的。
（1）FSK 频移键控HART 协议采用了Bell202 标准的FSK 频移键控信号。
它在4~20mA的模拟信号上叠加幅度为0.5mA的正弦调制波，1200Hz 代表逻辑“1”，2200Hz代表逻辑“0”，如下图所示。
由于所叠加的正弦信号平均值为0，所以不会影响4-20mA的输出电流。
因此，模拟仪表在数字通讯时仍可以照常工作，这是HART标准的重要优点之一。
二进制数据传送的速率为1200波特。
这就意味着“1”由1200Hz 的一个周期表示，而“0”大约由2200Hz 的两个周期表示。
信号频率和传送速率的选择依据美国Bell202标准，该标准用于在电话网上传送数字信息。
现场总线介绍及HART总线的应用
目录1 概论 (2)1.1 现场总线的概述 (2)1.2 现场总线的产生和发展 (2)1.3 现场总线的特点 (4)1.3.1 现场总线系统的技术特点 (4)1.3.2 现场总线系统的优势 (5)1.4 几种常见现场总线 (6)1.4.1 Lon Works (6)1.4.2 CAN (6)1.4.3 HART (7)1.4.4 PROFIBUS (8)2 HART (8)2.1 HART总线概述 (8)2.2 HART的协议结构 (9)2.3 HART现场总线协议的技术特点 (11)3 HART智能电动执行机构整体设计 (11)3.1 设计人物分析及技术目标 (12)3.2 电动执行机构整体设计方案 (12)3.3 执行机构整体硬件设计方案 (13)3.4 执行机构整体软件设计方案 (13)4 HART智能电动执行机构硬件设计 (16)4.1 硬件优化措施 (16)4.2 硬件优化设计方案 (17)5 HART智能电动执行机构软件设计 (17)5.1 仪表控制软件模块 (18)5.2 HART通信协议模块 (19)6 总结 (21)参考文献 (21)1 概论1.1 现场总线的概述现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。
它在制造业、流程工业、楼宇等方面的自动化系统中有着广泛的应用前景。
[1]现场总线作为一种先进的工业控制技术，将当今网络通信与管理的观念带入工业控制领域。
把单个分散的测量控制设备变成网络节点，以现场总线为纽带，将它们连接成可以相互沟通信息、共同完成自控任务的网络系统和控制系统，它是工厂的底层控制网络。
国际IEC1158标准定义：现场总线是一种互连现场自动化设备及其控制系统的双向数字通信协议。
也就是说，现场总线是控制系统中底层的通信网络，具有双向数字传输功能，在控制系统中允许智能现场装置全数字化、多变量、双向、多节点，并通过一条物理媒体相互交换信息。
HART现场通信协议
HART现场通信协议HART（Highway Addressable Remote Transducer）是一种数字通信协议，广泛应用于工业过程控制系统中，用于传输和管理现场设备的数据和命令。
本文将介绍HART协议的基本原理、应用范围以及优势。
一、HART协议简介HART协议是由霍尼韦尔公司开发的一种双向通信协议，旨在提高工业过程控制系统的可靠性和效率。
它通过在现有模拟信号传输线路上叠加数字通信信号，实现数字和模拟信号的同时传输，使得现场设备既可以使用模拟信号进行传感和控制，又可以通过数字信号进行数据通信。
HART协议的通信方式可以分为普通模式和扩展模式两种。
普通模式下，HART设备通过在模拟信号线路上叠加FSK（Frequency Shift Keying）调制的数字信号进行通信，每个数字信号占据一个特定的频段，从而不影响基本的模拟信号传输。
扩展模式则在普通模式的基础上，增加了更高的通信速率和更复杂的通信功能。
二、HART协议的应用范围HART协议广泛应用于各种工业过程控制系统中，特别适用于以下情况：1. 冗余系统：在工业过程控制系统中，为了提高可靠性和安全性，通常会采用冗余系统，即多个设备同时运行，以备份和故障转移。
HART协议能够实现设备之间的双向通信，方便对冗余系统的监控和控制。
2. 设备管理：HART协议可以为现场设备提供远程配置和管理功能，通过数字通信实现对设备参数的读取和设置。
这使得设备的维护和调试更加便捷，减少了人工操作的工作量和潜在风险。
3. 智能仪表：HART协议支持智能仪表的应用，通过数字信号传输实时数据和设备状态。
智能仪表可以对数据进行处理和分析，提供更准确和可靠的测量结果。
4. 资产管理：HART协议还支持现场设备的故障诊断功能，能够实时监测设备的运行状态，并通过数字通信传输故障信息。
这有助于提前发现设备故障，及时采取维修措施，减少生产停机时间和损失。
三、HART协议的优势HART协议相比于传统的模拟信号传输方式，具有以下优势：1. 兼容性：HART协议可以在现有的4-20mA模拟信号传输线路上叠加数字通信信号，不需要对现有硬件和设备进行大规模改造。
hart协议概述
hart协议概述协议概述：HART（Highway Addressable Remote Transducer）协议是一种用于工业自动化领域的数字通信协议。
它允许在4-20mA模拟信号传输线上同时传输数字和模拟信号，为现场设备提供了双向通信的能力。
HART协议的设计目标是提供一种灵活、可靠和成本效益高的通信方式，以满足工业自动化系统对数据传输和设备控制的需求。
协议结构：HART协议采用主从结构，其中主设备通常是控制系统或监控系统，而从设备通常是现场仪表。
协议使用频率偏移键控（FSK）调制技术，将数字信号叠加在4-20mA模拟信号上进行传输。
从设备可以通过模拟信号传输模式向主设备发送模拟量测量值，也可以通过数字信号传输模式向主设备发送数字量、报警信息、设备状态等。
协议功能：1. 双向通信：HART协议允许主设备向从设备发送命令，从设备可以响应并返回数据。
这种双向通信的能力使得主设备可以对从设备进行配置、校准和故障诊断等操作。
2. 多点通信：HART协议支持多个从设备连接到同一条通信线路上，主设备可以逐个访问每个从设备。
这种多点通信的能力使得主设备可以同时监控和控制多个现场仪表，提高了系统的灵活性和可扩展性。
3. 高可靠性：HART协议具有自动错误检测和纠正机制，可以在通信过程中检测和纠正传输错误，确保数据的可靠性。
此外，协议还支持冗余路径和冗余设备，提高了系统的可靠性和容错性。
4. 设备管理：HART协议定义了一套标准的命令和响应格式，用于设备的配置、校准、故障诊断和设备状态监测等管理操作。
这种设备管理的功能使得主设备可以对现场仪表进行全面管理和控制，提高了系统的维护效率和可靠性。
5. 兼容性：HART协议与现有的4-20mA模拟信号传输系统兼容，可以在不改变现场仪表硬件的情况下实现数字通信。
此外，HART协议还支持与其他现场总线协议（如FOUNDATION Fieldbus和Profibus）的互联互通，提供了更广泛的应用和集成能力。
HART通信协议
HART通信协议协议名称：HART通信协议一、引言本协议旨在规范HART（Highway Addressable Remote Transducer）通信协议的标准格式，以确保设备之间的通信能够高效、准确地进行。
HART通信协议是一种数字通信协议，用于在现场设备和控制室之间传输信号和数据。
本协议将详细描述HART通信协议的通信规范、数据格式、命令集以及错误处理等内容。
二、范围本协议适用于使用HART通信协议的设备和系统，包括但不限于工业自动化、过程控制、仪器仪表等领域。
三、术语定义1. HART通信协议：一种数字通信协议，用于在现场设备和控制室之间传输信号和数据。
2. 主站：通过HART通信协议与现场设备进行通信的设备或系统。
3. 从站：使用HART通信协议与主站进行通信的现场设备。
4. 命令：主站向从站发送的指令，用于获取或设置从站的参数或状态。
5. 响应：从站对主站发送的命令进行回应的数据。
6. 数据帧：HART通信协议中用于传输数据和命令的帧结构。
7. 多点传输：主站通过HART通信协议同时与多个从站进行通信的能力。
8. 长距离传输：HART通信协议支持长距离传输，最长传输距离可达2500米。
四、通信规范1. 物理层规范1.1 电气特性：HART通信协议使用双线制，信号电平范围为±12V，通信速率为1200bps。
1.2 连接方式：HART通信协议使用标准的4-20mA电流环路进行连接。
1.3 电缆要求：HART通信协议使用屏蔽双绞线作为传输介质，电缆阻抗为240-600Ω。
1.4 接口标准：HART通信协议使用RS-485接口标准进行通信。
2. 数据格式2.1 帧结构：HART通信协议使用数据帧进行通信，帧结构包括起始符、地址字节、命令字节、数据字节、校验字节和结束符。
2.2 起始符：起始符为一个字节，固定为0xFF。
2.3 地址字节：地址字节用于标识从站的地址，占用一个字节。
现场总线第四章HART通信协议-图
展望
01
hart通信协议概述
hart通信协议的定义
总结词
hart通信协议是一种用于工业自动化的通信协议，它使用无线信号传输数据，支持多种数据传输速率和通信距离。
hart通信协议的技术发展趋势
无线通信技术融合
随着无线通信技术的发展，Hart通信协议正逐步实现与其他无线通信技术的融合，以 提高现场总线的无线化程度和通信效率。
安全性增强
随着工业网络安全问题的日益突出，Hart通信协议正在加强安全机制的研究和应用， 以提高系统的安全性。
智能化发展
随着物联网、云计算等技术的发展，Hart通信协议正朝着智能化方向发展，以实现更 高级别的自动化和智能化。
hart通信协议的未来展望
更广泛的应用领域
01
随着工业自动化程度的不断提高，Hart通信协议有望在更多领
域得到应用，如智能家居、智能交通等。
更高级别的自动化和智能化
02
随着物联网、云计算等技术的发展，Hart通信协议有望实现更
高级别的自动化和智能化功能。
更完善的安全机制
03
随着网络安全问题的日益突出，Hart通信协议有望在未来推出
详细描述
hart通信协议是一种专为工业现场设备之间的通信而设计的协议。它使用无线信号传输数据，使得设备之间的连 接更加灵活，无需布线。hart通信协议支持多种数据传输速率和通信距离，以满足不同工业应用的需求。
hart通信协议的特点
总结词
hart通信协议具有可靠性高、实时性强、互操作性好的特点。
详细描述
要点一
现场总线第四章HART通信协议
由于正弦信号的平均值为0，所以HART通信协议虽然有±0.5mA信 号调制于4～20mA信号之上，却不影响4～20mA的平均值。因为 1200Hz 表示逻辑“1”,决定了HART 的通信传输速率是1200bps.
HART通信协议
2 HART协议物理层技术规范
+0.5mA
-0.5mA
注意
1200Hz “1”
HART通信协议
2 HART协议物理层技术规范
通信介质 1. HART通讯中可以使用现有的多数电缆，最好采用带屏蔽的直 径大于0.51mm的电缆。 2. 通信介质的选择视传输距离长短而定。通常采用双绞同轴电缆 作为传输介质时，单台设备使用距离可达3000米，多站最大传输 距离可达到1500米。线路总阻抗应在230～1100Ω之间。 HART网络硬件分类 1. 信号发生单元——基本主设备、副主设备、现场设备 2. 非信号发生单元——模拟控制器、电缆、网络电源、隔离栅、 接线板等。
多 站 DCS 点 对 点
HART通信协议
3 HART数据链路层技术规范
数据链路层：规定了通信数据的结构，提供了一个可靠的、面向 交互的通信路径，现场总线设备可以经由该路径接收或发送数字 数据。
规定了HART帧的格式，实现建立、维护、终结 链路通信功能。 HART协议根据冗余检错码信息，采用自动重复 请求发送机制，消除由于线路噪音或其他干扰引 起的数据通信出错，实现通信数据无差错传送。
HART通信协议
3 HART数据链路层技术规范
一、 HART协议的两种通信模式
HART协议的主从通信模式 1. 从设备可寻址范围是0~15。 2. 在非本安情况下，从设备最多可有15台。在本安情况下，由 于线路电流能量限制，从设备最多只能有4台。 3. 当从设备地址为0时，为点对点模式，HART智能变送器处于 4~20mA与数字通信兼容的状态。 4. 当从设备地址为1~15时，为多点或多站模式，HART智能变 送器处于全数字通信状态。
HART协议和FF现场总线
HART协议开放分类：协议、HART1、HART(Highway Addressable Remote Transducer)，可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议，是美国Rosement公司于1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。
HART装置提供具有相对低的带宽，适度响应时间的通信，经过10多年的发展，HART技术在国外已经十分成熟，并已成为全球智能仪表的工业标准。
HART协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号，在低频的4-20mA模拟信号上叠加幅度为0.5mA 的音频数字信号进行双向数字通讯，数据传输率为1.2Mbps。
由于FSK信号的平均值为0，不影响传送给控制系统模拟信号的大小，保证了与现有模拟系统的兼容性。
在HART协议通信中主要的变量和控制信息由4-20mA传送，在需要的情况下，另外的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过HART协议访问。
HART通信采用的是半双工的通信方式，其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信，属于模拟系统向数字系统转变过程中过渡性产品，因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力，得到了较快发展。
HART 规定了一系列命令，按命令方式工作。
它有三类命令，第一类称为通用命令，这是所有设备都理解、都执行的命令；第二类称为一般行为命令，所提供的功能可以在许多现场设备（尽管不是全部）中实现，这类命令包括最常用的的现场设备的功能库；第三类称为特殊设备命令，以便于工作在某些设备中实现特殊功能，这类命令既可以在基金会中开放使用，又可以为开发此命令的公司所独有。
在一个现场设备中通常可发现同时存在这三类命令。
HART采用统一的设备描述语言DDL。
现场设备开发商采用这种标准语言来描述设备特性，由HART基金会负责登记管理这些设备描述并把它们编为设备描述字典，主设备运用DDL技术来理解这些设备的特性参数而不必为这些设备开发专用接口。
HART协议
很多年以来,4～20ｍＡ信号一直成为现场仪表信号传输标准,在过程
自动化设备之间信息通信受到了极大的限制,仅能得到与过程变量成
正比的电流信号。1989 年Ｒｏｓｅｍｏｕｎｔ首先制订了ＨＡＲＴ
高速可寻址远程传感器协议,引起了现场仪表通பைடு நூலகம்标准的技术革命,在
工业过程中作为现场智能仪表数字通讯标准广为应用。 为满足工业过程对ＨＡＲＴ协议的日益需求,在 1993 年成立ＨＡＲＴ 通讯基金会。ＨＡＲＴ基金会是一个独立的、非盈利机构,它的主要 职责是制订、维护及升级ＨＡＲＴ协议标准,登记注册会员、提供对 应用ＨＡＲＴ技术在全球范围内的技术支持和培训。目前,世界上已 有 60%的智能仪表采用了ＨＡＲＴ协议,主要的仪表供应厂商都提供 支持ＨＡＲＴ协议的智能仪表,如ＨＯＮＥＹＷＥＬＬ、ＦＯＸＢＯ ＲＯ、ＡＢＢ、Ｅ＆Ｈ、ＳＭＡＲ等仪表制造商。专家预测到 2000 年约有 75%的智能仪表支持ＨＡＲＴ协议,开发符合ＨＡＲＴ协议的 新类型仪表和制造厂商正持续快速增长。 1.ＨＡＲＴ协议 ＨＡＲＴ协议采用在 4～20ｍＡ模拟信号上叠加音频数字信号进行双 向数字通讯,而不影响传送给控制系统模拟信号的大小,保证了与现有 模拟系统的兼容性。ＨＡＲＴ协议遵循ＩＳＯ制订的ＯＳＩ开放式系 统互连参考模型,采用了ＯＳＩ模型的第一层、第二层和第七层,即物 理层、数据链路层和应用层。 1.1 物理层 物理层规定了信号的传输方法、传输介质,ＨＡＲＴ信号传输是基于 ＢＥＬＬ202 通讯标准,采用ＦＳＫ(频移键控)方法,数字信号的传送 波特率设定为 1200ｂ/ｓ,数字信号“0”和“1”分别用 1200Ｈｚ和 2200 Ｈｚ的正弦波表示,这些频率的正弦波叠加在模拟信号上一起传送。 由于ＦＳＫ信号平均值为零,对模拟信号不会产生任何影响。通常采
HART通信协议
HART通信协议一、引言HART通信协议是一种用于工业自动化领域的数字通信协议，它能够在4-20mA摹拟信号传输中叠加数字信号，实现双向通信。
本协议旨在规范HART通信的数据格式、通信流程以及相关参数的定义，以便确保不同设备之间的互操作性和兼容性。
二、术语定义在本协议中，以下术语定义适合于所有相关的协议规范和文档：1. HART主站（Host）：指通过HART通信协议与HART从站进行通信的设备。
2. HART从站（Device）：指通过HART通信协议与HART主站进行通信的设备。
3. 主站命令（Command）：指由HART主站发送给HART从站的指令，用于请求数据或者执行操作。
4. 从站响应（Response）：指HART从站对主站命令的回复，包含请求的数据或者执行结果。
5. HART通信速率（Communication Rate）：指HART通信中数据传输的速率，通常以位/秒（bps）为单位表示。
6. HART通信帧（Communication Frame）：指HART通信中的数据传输单位，包含起始字节、命令字节、数据字节和校验字节。
三、通信流程HART通信协议的通信流程如下：1. 主站发送请求：HART主站通过发送命令帧向HART从站发起请求，命令帧包含命令字节和相关参数。
2. 从站响应请求：HART从站接收到主站的命令帧后，根据命令字节执行相应的操作，并将响应数据封装在响应帧中发送给主站。
3. 主站接收响应：HART主站接收到从站的响应帧后，解析响应数据并进行相应的处理。
4. 通信结束：通信过程完成后，主站和从站可以继续进行其他操作或者关闭通信连接。
四、通信帧格式HART通信帧的格式如下：1. 起始字节：用于标识通信帧的开始，固定为0xFF。
2. 命令字节：用于标识主站发送的命令类型，包括请求数据、执行操作等。
3. 数据字节：用于传输命令相关的数据，长度可变。
4. 校验字节：用于校验通信帧的完整性和正确性。
HART通信协议
HART通信协议一、协议介绍HART通信协议（Highway Addressable Remote Transducer Protocol）是一种数字通信协议，用于在现场设备和控制系统之间进行双向通信。
该协议通过4-20mA 模拟信号传输数据，同时兼容现有的模拟信号传输系统。
HART协议提供了对现场设备的配置、监测和诊断功能，使得用户能够实时获取设备状态和参数信息。
二、协议特点1. 双向通信：HART协议允许主站和从站之间进行双向通信，主站可以向从站发送指令并接收响应，从而实现对设备的控制和监测。
2. 兼容性：HART协议采用4-20mA模拟信号传输数据，与现有的模拟信号传输系统兼容，无需更改硬件设备。
3. 多设备连接：HART协议支持多个从站连接到一个主站，实现对多个设备的集中管理和控制。
4. 高可靠性：HART协议采用频率偏移键控调制技术，提供了抗干扰和抗噪声的能力，确保通信的可靠性和稳定性。
5. 配置和诊断功能：HART协议支持对从站进行在线配置和诊断，用户可以通过主站对设备参数进行调整和故障排除。
三、协议结构HART协议采用主站-从站的结构，主站负责发送指令和接收响应，从站负责接收指令并发送响应。
协议的数据传输是通过4-20mA模拟信号实现的，其中4mA表示二进制0，20mA表示二进制1。
以下是HART协议的基本结构：1. 帧起始符（SOF）：一个字节的起始标记，用于标识一帧数据的开始。
2. 主站地址（Address）：一个字节的地址，用于标识主站的身份。
3. 从站地址（Address）：一个字节的地址，用于标识从站的身份。
4. 校验位（Checksum）：一个字节的校验和，用于校验数据的完整性。
5. 帧结束符（EOF）：一个字节的结束标记，用于标识一帧数据的结束。
四、协议应用HART协议广泛应用于工业自动化领域，特别是在现场设备的监测和控制方面。
以下是HART协议的主要应用场景：1. 仪表监测：HART协议可以实时监测仪表的参数，如温度、压力、流量等，帮助用户了解设备的工作状态。
HART(HRT)现场总线 泓格HART模块系统整合解决方案
HART协议 (全名Highway Addressable Remote Transducer, 高速可寻址远程传感器)，用于现场智慧仪表和控制端间的一种全球标准通信协议，该协议目前向所有用户免费开放，注册商标和版权为HART通讯基金会(HCF)所有。
HART协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号，在4mA~20mA信号上迭加幅度为0.5mA的数字信号来进行双向数字通讯，通讯传输鲍率为1200 bps，数字信号用两个频率表示：1200Hz 代表逻辑’1’，2200Hz 代表逻辑’0’，如下图所示，是同时具有模拟量和数字量两种信号的传输功能，因此用户可获得更多现场仪表信息 (如:组态、诊断、校准和维护等各种信息)，在经过近20年的发展，HART协议技术在国外已经十分成熟，并已成为全球智能仪表的工业标准，目前已实际应用在各种大型工控环境，如:匈牙利的多瑙河炼油厂、美国大型的热电联产厂、日本鹿岛的三菱化学工厂、委内瑞拉的大型油田、阿普尔顿造纸厂等。
泓格科技在HART总线领域上已深耕多年，目前已开发多种HART相关功能产品，包含各种转换器/网关/IO模块等，因此，通过选择适当的泓格HART总线产品，用户可轻松管理、整合HART总线设备间的数据交换及传递。
(1) HART信号转换器(Converter):能在多种信号传输接口(如: COM、USB、Ethernet)之间，担任HART实体总线的沟通连接角色，是建立复杂网络结构时的重要基础单元，此外，泓格也提供HART转光纤转换器，可通过光纤延长HART通讯距离，及HART转模拟量信号转换器，将HART数字量信号数据转成模拟电流输出，并同时具备HART通讯监视功能，在紧急状态发生时，自动触发模块内建继电器来启动或关闭设备运作，降低灾害发生。
(2) HART协议转换网关(网关):可快速整合HART设备至不同通讯协议(如: Modbus、PROFIBUS)的控制网络。
hart协议的接线方法
hart协议的接线方法
HART协议的接线方法
HART协议是一种数字通信协议，它可以在4-20mA模拟信号线上传输数字信号，从而实现对现场设备的监测和控制。
在使用HART 协议时，需要正确接线才能保证通信的稳定和可靠。
下面介绍HART协议的接线方法。
1. 4-20mA模拟信号线接线
HART协议的4-20mA模拟信号线需要接在现场设备的输出端口上，一般是通过接线端子或插头进行连接。
在接线时，需要注意信号线的极性，一般情况下，红色线为正极，黑色线为负极。
如果接线错误，会导致信号传输不稳定或无法传输。
2. HART通信线接线
HART协议的通信线需要接在现场设备的通信端口上，一般是通过接线端子或插头进行连接。
在接线时，需要注意通信线的极性，一般情况下，黄色线为正极，绿色线为负极。
如果接线错误，会导致通信失败或无法通信。
3. 电源线接线
HART协议的电源线需要接在现场设备的电源端口上，一般是通过
接线端子或插头进行连接。
在接线时，需要注意电源线的极性，一般情况下，红色线为正极，黑色线为负极。
如果接线错误，会导致设备无法正常工作或损坏。
4. 接地线接线
HART协议的接地线需要接在现场设备的接地端口上，一般是通过接线端子或插头进行连接。
在接线时，需要注意接地线的位置，一般情况下，接地线需要接在设备的金属外壳上。
如果接线错误，会导致设备无法正常工作或安全隐患。
正确的接线方法是保证HART协议通信稳定和可靠的前提条件。
在接线时，需要仔细阅读设备的接线说明书，按照说明书的要求进行接线，避免接线错误导致设备损坏或通信失败。
HART通讯协议
HART通讯协议简介HART(Highway Addressable Remote Transducer)，可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议，是美国Rosement公司于1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。
HART装置提供具有相对低的带宽，适度响应时间的通信，经过10多年的发展，HART技术在国外已经十分成熟，并已成为全球智能仪表的工业标准。
HART协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号，在低频的4-20mA模拟信号上叠加幅度为0.5mA的音频数字信号进行双向数字通讯，数据传输率为1.2Mbps。
由于FSK信号的平均值为0，不影响传送给控制系统模拟信号的大小，保证了与现有模拟系统的兼容性。
在HART协议通信中主要的变量和控制信息由4-20mA传送，在需要的情况下，另外的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过HART协议访问。
HART通信采用的是半双工的通信方式，其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信，属于模拟系统向数字系统转变过程中过渡性产品，因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力，得到了较快发展。
HART 规定了一系列命令，按命令方式工作。
它有三类命令，第一类称为通用命令，这是所有设备都理解、都执行的命令；第二类称为一般行为命令，所提供的功能可以在许多现场设备（尽管不是全部）中实现，这类命令包括最常用的的现场设备的功能库；第三类称为特殊设备命令，以便于工作在某些设备中实现特殊功能，这类命令既可以在基金会中开放使用，又可以为开发此命令的公司所独有。
在一个现场设备中通常可发现同时存在这三类命令。
HART采用统一的设备描述语言DDL。
现场设备开发商采用这种标准语言来描述设备特性，由HART基金会负责登记管理这些设备描述并把它们编为设备描述字典，主设备运用DDL技术来理解这些设备的特性参数而不必为这些设备开发专用接口。
但由于这种模拟数字混合信号制，导致难以开发出一种能满足各公司要求的通信接口芯片。
HART通信协议
HART通信协议在现场仪表远程通信中的实现1 HART协议简介HART(Highway Addressable Remote Transducer)，可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议，是美国Rosemen公司于1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。
HART装置提供具有相对低的带宽，适度响应时间的通信，经过10多年的发展，HART技术在国外已经十分成熟，并已成为全球智能仪表的工业标准。
HART协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号，在低频的 4～20mA模拟信号上叠加幅度为0.5mA的音频数字信号进行双向数字通讯，数据传输率为1.2Mbps。
由于FSK信号的平均值为0，不影响传送给控制系统模拟信号的大小，保证了与现有模拟系统的兼容性。
在HART协议通信中，主要的变量和控制信息由4～20mA传送，在需要的情况下，另外的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过HART协议访问。
HART通信采用的是半双工的通信方式。
HART协议参考 ISO/OSI(开放系统互连模型 )，采用了它的简化三层模型结构，即第一层物理层，第二层数据链路层和第七层应用层。
第一层：物理层。
规定了信号的传输方法、传输介质，为了实现模拟通信和数字通信同时进行而又互不干扰，HART协议采用频移键控技术 FSK，即在4～20mA模拟信号上迭加一个频率信号，频率信号采用 Be11202国际标准，数字信号的传送波特率设定为 1200bps，1200Hz代表逻辑“0”，2200Hz代表逻辑“1”，信号幅值0.5A，如图 1所示。
通信介质的选择视传输距离长短而定。
通常采用双绞同轴电缆作为传输介质时，最大传输距离可达到1500ｍ。
线路总阻抗应在230～1100Ω之间。
第二层：数据链路层。
规定了HART帧的格式，实现建立、维护、终结链路通讯功能。
HART 协议根据冗余检错码信息，采用自动重复请求发送机制，消除由于线路噪音或其他干扰引起的数据通讯出错，实现通讯数据无差错传送。
HART协议和FF现场总线
HART协议开放分类：协议、HART1、HART(Highway Addressable Remote Transducer)，可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议，是美国Rosement公司于1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。
HART装置提供具有相对低的带宽，适度响应时间的通信，经过10多年的发展，HART技术在国外已经十分成熟，并已成为全球智能仪表的工业标准。
HART协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号，在低频的4-20mA模拟信号上叠加幅度为0.5mA 的音频数字信号进行双向数字通讯，数据传输率为1.2Mbps。
由于FSK信号的平均值为0，不影响传送给控制系统模拟信号的大小，保证了与现有模拟系统的兼容性。
在HART协议通信中主要的变量和控制信息由4-20mA传送，在需要的情况下，另外的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过HART协议访问。
HART通信采用的是半双工的通信方式，其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信，属于模拟系统向数字系统转变过程中过渡性产品，因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力，得到了较快发展。
HART 规定了一系列命令，按命令方式工作。
它有三类命令，第一类称为通用命令，这是所有设备都理解、都执行的命令；第二类称为一般行为命令，所提供的功能可以在许多现场设备（尽管不是全部）中实现，这类命令包括最常用的的现场设备的功能库；第三类称为特殊设备命令，以便于工作在某些设备中实现特殊功能，这类命令既可以在基金会中开放使用，又可以为开发此命令的公司所独有。
在一个现场设备中通常可发现同时存在这三类命令。
HART采用统一的设备描述语言DDL。
现场设备开发商采用这种标准语言来描述设备特性，由HART基金会负责登记管理这些设备描述并把它们编为设备描述字典，主设备运用DDL技术来理解这些设备的特性参数而不必为这些设备开发专用接口。
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HART通信协议
1 HART的基本特点
HART协议的优点 一、双向通信 采用模拟量信号只能单向传送信息，要么是从设备到主 机（输入），要么是从主机到设备（输出）。而采用 HART协议可以双向传送数字信息。
这突破了以往传统仪表只能从主机接收控制信号的方式——比如 阀门控制，也可以向主机传递阀门中的信息状态。 同样，以往只能把过程变量发送给监控计算机，现在也可以接收 诸如组态设置之类的信息。
HART通信协议
1 HART的基本特点
HART协议的优点
五、多渠道供应 就过程工业而言，HART是目前世界上广泛采用的协议。可以从不 同供应商那里获取近几百种采用HART技术的产品。产品种类的齐 全意味着HART产品几乎能够满足所有过程应用场合的需要—并且 还可以从多个经销商产品中选择最适合的一款。 六、可互操作性 完全可互操作性意味着无论是哪个供应商的HART兼容产品和主系 统都可以协同工作。为与HART设备实现兼容，一些主系统采用统 一表示的指令，更进一步的系统则采用设备描述以理解所有HART 信息。
HART通信协议
2 HART协议物理层技术规范
物理层规定了信号传输方法、信号电平、设备阻抗和传输媒体。 数据链路层与物理层的关系
HART通信协议
2 HART协议物理层技术规范
基于Bell 202通信标准的频移键控FSK技术。它在4~20mA的模拟 信号上叠加幅度为0.5mA的正弦电流调制波信号。
HART通信协议
1 HART的基本特点
HART协议模型
右图为HART协议实现的概念模型，它 只是一个参考模型，而不是实际实现的 描述。 该模型分5个组成部分。其中的两个用 户/协议接口和协议/物理层接口描述了 提供给相邻层或被相邻层请求的服务。 其他三部分构成协议本身。接收和发送 部分描述了消息传输和接收的处理，而 链路层协议部分通过调用上述部分来实 现其余协议。
HART通信协议
1 HART的基本特点
HART协议层次结构
第 7层 “ 6” “ 5” “ 4” “ 3” “ 2” “ 1”
OSI层 次 应用层 Presentation Session Transprot Network 数据链 物理链
HART层 次 HART命 令
未使用
规则协议 Bell 202
HART通信协议
1 HART的基本特点
HART协议的优点
三、多变量仪表 数字通信模式下，一对电缆可以处理多个变量。例如，一个变送 器可以处理多个传感器的输入。在一个报文中能处理4个过程变量。 在任一现场仪表中，HART协议支持256个过程变量。 单变量变送器——多变量的智能变送器 四、不受制于供应商 采用HART时，用户不会受制于某个特定的供应商或地方“标准”。 这是由于HART技术并不属于某一家公司，也不受一个国家或标准 实体单位的控制。实际上，该技术由不受约束的非盈利性单位 HART通信基金会管理。
二、两线制变送器将传感器信号变送为4-20mA的电流信号输出, 而且输出信号线与电源线复用。两线制变送的突出优点是现场变 送器与控制室仪表之间的联系仅仅使用两根双绞线,这两根双绞线 既是供给变送器工作的电源线,又是信号输出线，接口线路简单。
HART通信协议
1 HART的基本特点
80年代中期，Rosemount公司（Emerson）提出HART协议 (Highway Addressable Remote Transducer) 可寻址远程变送器数据通道 ●用于现场智能仪表和控制室设备之间通信； ● HART通讯协议不能算作严格的现场总线，但它是一项很好的 过渡性通讯协议； ● 1993年，Rosemount将HART协议所有权和 HART标志注册权 转交给HART通信基金会HCF； ● 尽管HART迟早要被全数字化的现场总线所取代，但HART 智 能变送器仍会有十年左右的市场。 Maybe as long as DCS’s life ●这项协议是公开的，只要较少的费用即可购买这一标准的全部 文件。
HART通信协议
1 HART的基本特点 HART协议的优点
二、新类型信息 传统的模拟量和离散量设备只能以单过程变量方式通信——因而 很难找到一种简便的方式判定发送的信息是否有效。 采用HART，不但可以获取过程变量，还可以获得其他类型的信息。 每个HART设备中包括35-40个标准信息项。 比如：①设备状态＆诊断报警②过程变量＆单位③回路电流＆百 分比范围④生产商＆设备标签，其他的信息还包括：主机以数字 方式查询HART设备，并告知设备的设置是否正确，运行是否正常。 该功能可免除大多数的日常检验工作，并有助于在故障导致重大 问题之前发现过程故障。
由于正弦信号的平均值为0，所以HART通信协议虽然有±0.5mA信 号调制于4～20mA信号之上，却不影响4～20mA的平均值。因为 1200Hz 表示逻辑“1”,决定了HART 的通信传输速率是1200bps.
HART通信协议
2 HART协议物理层技术规范
+0.5mA
HART通信协议
一、HART的基本特点 二、HART协议物理层技术规范 三、HART数据链路层技术规范 四、HART命令简介 五、HART协议的应用
HART通信协议
1 HART的基本特点
相关知识——两线制变送器
一、现场过程检测仪表一般都采用两线制环路供电，也就是供电 电压为12-48V，而环路中的电流为工业用标准电流4-20mA。因此 整个仪表必须保证4mA供电下正常工作。
HART通信பைடு நூலகம்议
1 HART的基本特点
HART协议最突出的特点
HART协议又称为混合协议,是因为它将模拟量和数字量通 信相融合。它既支持4-20mA模拟信号的单变量通信，也可以 将附加信息以数字信号的方式进行通信。数字信息以FSK调制 方式加载在标准的4-20mA电流回路上。 通过采用滤波技术，可以从模拟信号中去除掉数字信号，数字 信号并不会影响模拟量信号的传输。 因此，HART协议最突出的特点是：数字通信与模拟信号4～ 20mA兼容，传输的信号用调制后的正弦信号叠加在4～20mA 的模拟信号上。