HART(HRT)现场总线 泓格HART模块系统整合解决方案

1.HART是什么？HART（“可寻址远程传感器数据公路”）通信协议，是为工业过程测量和控制应用而设计。

我们将其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。

数字信息以低电平调制方式加载在标准的4-20mA电流回路上。

由于采用标准的可以从模拟信号中去除的过滤技术，数字信号并不会影响模拟量信号的读数。

能够传送上述叠加的数字信息是实现HART的重要功能的基础。

2.HART协议已经有很长一段时间了，它仍然是一种很好的选择？HART是工厂自动化领域中采用的一种通信协议。

虽然每种协议都有其各自的优点，但就综合性能而言，HART是最佳的解决方案：它可获取增值设备和数字方式的诊断信息，同时还可以与现有的4-20mA自动化结构体系相兼容。

3.HART有哪些优势？1.双向通信：采用模拟量信号只能单传送信息，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数字通信信号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主机的变送器现在也可以接收诸如组态设置之类的信息。

2.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，您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，并告知您设备的设置是否正确，运行是否正常。

该功能可使您免除大多数的日常检验工作，并有助于您在故障导致重大问题之前发现过程故障。

3.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。

hart协议模块电路
Hart协议模块电路是一种用于实现Hart协议通信的电路模块，它能够将数字信号转换为模拟信号，使得数字设备（如PLC、DCS等）能够和模拟设备（如传感器、执行器等）进行通信。

该电路模块一般包括以下主要组成部分：
1. UART（通用异步收发器）：负责将数字信号转换为串行通
信信号，实现数字设备与模拟设备的数据传输。

2. Hart调制解调器：负责将UART发送的数字信号进行调制，转换为模拟信号进行传输；同时也负责接收模拟信号，并进行解调，将其转换为数字信号。

3. 软件驱动程序（Firmware）：负责控制模块的工作流程，包
括数据的发送与接收、错误检测与纠正、通信协议的解析与处理等。

4. 电源管理模块：负责为模块提供稳定的电源供应，确保模块正常工作。

通过Hart协议模块电路，数字设备可以通过UART将数字信
号发送给模块，模块再将其转换为模拟信号发送给模拟设备。

模拟设备接收到模拟信号后，通过模块进行解调，将其转换为数字信号，再通过UART发送给数字设备。

Hart协议模块电路的设计与实现需要考虑信号传输的稳定性、
抗干扰能力、电源管理等方面的问题，以确保通信的可靠性和稳定性。

HART协议的应用摘要：在现代企业，仪表的发展已经有简单的现场一次表，二次表发展到DSC控制网络互联的综合检测，控制系统相应地企业对仪表维护工的要求月由单一的仪表知识提高到对综合知识的掌握.目前在石油化工等企业中为了提高仪表测量精度大量的使用智能仪表,在只能化仪表中大多数采用的协议标准为HART协议,为了保障独石化生产及提高维护质量,所以仪表工应该对HART协议器有了前面的了解.随着生产效率的提高,生产的自动化程序及安全可靠的性能要求与日俱增.首先了解HART的原理和层次结构然后针对现场仪表进行具体的参数设顶.关键词:HART协议,现场总线,HART结构,频移键空,智能变送器.HART协议的简介:HART可寻址远程传感器高速通道的开度通信协议是美国ROSEMEN公司与1985年推出的一种用与现场智能表和控制设备之间的通信协议.HART装置是提供具有相低的带宽,适合响应时间的通信并已成为全球智能仪表的工业标准HART协议采用于在低频的4~20MA模拟信号上叠加幅度为0.5MA的高频数字信号进行双响数字通讯数据传输率为1.25mbps由于FSK信号的平均值为零,不影响送给控制模拟信号的大小,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4~20MA传送,有需要的情况下另外的测量,过程参数,设备组态标准,诊断信息通过HART协议访问1.HART智能终端的操作1.1 在线通讯条件1.1.1 接线采用HART智能终端可在控制室,现场及回路的任一点处与变送器通讯.连接电与电源之间必须具有一个至少250 的电阻与变送器并联.1.1.2 在线通讯条件通讯回路技术要求:电压:16~42V DC负载电阻:250~600 (含电缆电阻)电缆最小尺寸:24A WG电缆种类:带屏蔽单芯双绞线,双芯双绞线屏蔽双绞线最大长度:(3.084m)多芯绞线最大长度:(1.524m)1结果,使用者就能容易的通过选择菜单来实现各种功能.将HART智能终端于变送器相连,通电后(图2.2.1)显示“online”菜单，你可以用下述方法调用一条菜单命令：1．用键突出显示菜单中的一个命令，然后按键.2. 按命令旁边的数字键.★如要返回上一个显示,键.★如果被显示,按相应的功能键.●功能键说明2.3参数32.3.1参数的用途和选择首先介绍参数设定方法前,请参看下表归纳的在何时使用何种参数的说明.★注意:数据结束后,请不要立刻切断变送器电源.若在参数设定后,30秒内切断变送器电源,该项设定操作将失败,参数返回设定前的数据.2.3.2参数设置45(1) 位号( TAG NO.)要变更位号,首先要知道 数据的输入,设定以及发送;按下ENTER 键,在HART 智能终端中输入的数据将被确认.然后按SEND(F2),数据发送至变送器.这是应该要注意,若不按下SEND(F2)键,将不会更改变送器的设置.另外,用HART 智能终端设定的全部数据在电源关闭之前都存储在存储器内,故可一次将所有数据发送到变送器中. 操作步骤如下: 在设定画面下输入数据调出[Tag] 设定画面1. Device setup2. Basic setup 1.Tag（1显示出上述设定画面后,可以按以下操作输入数据输入文字操作显示两键 FF 按下FI IFICCFIC-FIC-1 1 FIC-1A A删除文字 (DEL) FIC-1A显示 操作6（ENTER ） ◆输入数据后，按下[ENTER]（F4）键，将数据存储到HART 智能终端中。

hart协议概述一、引言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，它通过4-20mA模拟信号和数字信号的双向传输，实现了对远程传感器和执行器的监测和控制。

本文将对HART协议的概述进行详细介绍。

二、背景在工业自动化领域，传感器和执行器是至关重要的设备，它们用于测量和控制各种参数，如温度、压力、流量等。

传统上，这些设备使用模拟信号进行通信，但模拟信号存在传输距离短、抗干扰能力差等问题。

为了解决这些问题，HART协议应运而生。

三、HART协议的特点1. 双向通信：HART协议允许数字信息通过4-20mA模拟信号进行传输，实现了双向通信。

传感器和执行器可以通过数字信号向监控系统发送状态信息，同时监控系统也可以向设备发送指令和参数。

2. 兼容性：HART协议兼容现有的4-20mA模拟信号系统，无需更改硬件设备。

这使得HART协议的应用非常方便，可以在不影响现有系统运行的情况下进行升级。

3. 灵活性：HART协议支持多种物理层接口，如电流环路、RS-485等，适用于不同的工业环境。

此外，HART协议还支持多个设备在同一条通信线路上进行通信，提高了系统的扩展性和灵活性。

4. 安全性：HART协议提供了数据完整性和安全性的保护机制，通过校验和和加密算法来确保数据的可靠性和机密性。

这使得HART协议在工业控制系统中得到了广泛应用。

四、HART协议的应用HART协议广泛应用于工业自动化领域，包括以下方面：1. 过程控制：HART协议可以用于监测和控制各种过程参数，如温度、压力、流量等。

通过与PLC或DCS系统的集成，实现对工业过程的实时监测和控制。

2. 设备诊断：HART协议支持设备状态和故障诊断功能，可以实时监测设备的工作状态和健康状况。

这有助于提前发现设备故障，并采取相应的维修措施，减少停机时间和维修成本。

3. 资产管理：HART协议可以提供设备的标识、型号、序列号等信息，帮助企业进行资产管理和追溯。

HART通信协议1986年Rosemount公司为它们的智能变送器开发了HART（Highway Addressable Remote Transducer）协议，后来通过不断地开发并使之用于其它设备，1989年HART进展成为一种开放的协议，1990年成立了HART用户集团，HART 用户集团的成员1990年有13家，到1993年已经进展为79家，于是，1993年7月成立了HART通信基金会（HART Communication Foundation-HCF），同时Fisher-Rosemount将HART协议的所有权转让给了HCF。

HCF是一个独立的、非盈利的组织，负责推行HART协议在工业中的应用并知足HART用户的需要，它的唯一任务确实是和谐、推动并支持HART技术活着界范围的应用。

这种被称为可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议，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进程中过渡性产品，因此在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力，取得了较快进展。

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，这是所有设备都明白得、都执行的命令；第二类称为一样行为命令，所提供的功能能够在许多现场设备（尽管不是全数）中实现，这种命令包括最经常使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，这种命令既能够在基金会中开放利用，又能够为开发此命令的公司所独有。

在一个现场设备中通常可发觉同时存在这三类命令。

HART采纳统一的设备描述语言DDL。

现场设备开发商采纳这种标准语言来描述设备特性，由HART基金会负责记录治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技术来明白得这些设备的特性参数而没必要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，致使难以开发出一种能知足各公司要求的通信接口芯片。

HART能利用总线供电，可知足本质平安防爆要求，并可组成由手持编程器与治理系统主机作为主设备的双主设备系统。

1引言HART(Highway Addressable Remote Transducer，可寻址远程传感器通路)通信协议用于为过程控制设备提供与可寻址现场仪表通信的服务，被认为是事实上的工业标准。

尽管HART只是现场总线的过渡性协议(HART协议支持双向数字通信，并与4~20mA模拟控制信号兼容，而现场总线技术强调完全数字化)，但由于目前4~20mA标准仍广泛使用，以及受即得利益驱使DCS制造商继续维持其产品，HART技术将维持相当长的生命期。

为此，关于HART产品的研究开发目前仍具有重要的工程意义。

位于工业控制系统底层的现场仪表包括变送器，执行器，在线分析仪等检测仪表。

现场仪表经历了模拟式到智能化的发展阶段，总线化成为对现场仪表的新要求。

通信功能则是现场仪表总线化的最基本要求，从而使DCS通信网络扩展到现场仪表级。

本文着重研究了开发符合HART协议的现场仪表通信卡的重要技术问题一从/阵发设备链路层协议及其软件实现方法。

2HART从/阵发设备链路层协议分析HART通信协议的体系结构，采用0SI参考模型结构中的3层：物理层，(数据)链路层和应用层。

HART 信号传输采用Bell202标准移频键控(FSK)技术，通信速率为120Obit/s，最大通信距离为3000m。

链路层按确定的规程，完成数据在网络站点问正确接收或发送(与物理层的接口是半双工的)。

HART帧由前导码，起始定界符，地址，状态，数据以及校验和等字段组成。

HART是主从式协议，通信由主设备发起，即发出请求(指令)，被访问的从设备(即现场仪表)负责解悻指令并返回对指令的响应。

应用层支持针对现场仪表运行和管理的HART指令集。

基于HART协议的现场控制网络，如图1(如果多个现场仪表接入同一总线，则不再使用模拟信号作输出)。

HART在链路层所要解决的重要技术问题是介质访问控制。

HART的介质访问控制本质是上一种令牌总线技术，它的最大优点是保证数据在总线上传输时不发生冲突(只是取得令牌，才有权发起通信)，同时保证在限定时间内任一站点可以取得链路控制权。

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通信协议综述1 概述HART协议已经有很长一段时间了，它仍然是一种很好的选择。

HART是工厂自动化领域中采用的一种通信协议。

虽然每种协议都有其各自的优点，但就综合性能而言，HART是最佳的解决方案：它可获取增值设备和数字方式的诊断信息，同时还可以与现有的4-20mA自动化结构体系相兼容。

2 HART是什么？HART（“可寻址远程传感器数据公路”）通信协议，是为工业过程测量和控制应用而设计。

我们将其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。

数字信息以低电平调制方式加载在标准的4-20mA电流回路上。

由于采用标准的可以从模拟信号中去除的过滤技术，数字信号并不会影响模拟量信号的读数。

能够传送上述叠加的数字信息是实现HART的重要功能的基础。

3 HART协议信息结构形式HART协议由Rosemount公司开发且已向每个使用者开放HART协议采用标准的Bell 202频移键控信号以1200波特通信以低电平加载于4mA~20mA模拟信号上由于载波信号的平均值为零所以它对模拟信号没有影响使用两种不同的频率1200Hz和2200Hz分别代表二进制的1和0每个信息包含源地址目的地址和一个用于检测传送信息正误的校验和。

附图1 HART协议信息结构形式4 物理信号连接回路：在连接一个现场装置的回路中，电源变送器和负载电阻可以任意顺序连接，且接地点亦可任意选择，手持终端或主站通讯电路不能直接跨接在电源两端，HART规范允许负载电阻为230~600，有些HART装置采用就地电源提供激励以获得4mA~20mA输出和HART通信，而不是采用上述二线制方案。

在多点运行时，可以电流回路和激励电源共用一对线路，也可以采用三线制。

由于三绞电缆不易得到，所以这种混合系统必须由两对双绞线构成，并在负载电阻处连接在一起。

装置特性：为使HART系统的设计简化以便在不必详细了解系统内各装置的情况下就能方便的构成系统必须限制各装置的阻抗。

hart 调制解调原理
Hart协议是一种数字通信协议，用于在工业自动化系统中传输4-20mA电流信号。

在Hart协议中，数字信息被调制到4-20mA的模拟信号中，然后传输到接收器，接收器解调数字信息并将其转换为可读的信息。

Hart协议中使用了双向通信，即传输和接收信息的能力。

这意味着传感器和控制器之间可以进行双向通信，但是也可以使用单向通信，只传输信息而不接收。

这使得Hart协议非常灵活，并且可以很容易地与现有的4-20mA电流回路集成。

Hart协议的调制解调原理是通过在4-20mA电流信号中添加数字信息来实现的。

数字信息被编码为频率变化，并添加到4-20mA信号中。

接收器检测这些频率变化并解码数字信息。

Hart协议还使用了CDMA（码分多址）技术来允许多个设备共享相同的4-20mA信号线路。

每个设备有一个唯一的地址，并使用CDMA 技术在信号线路上发送和接收信息。

这使得Hart协议非常适合于现场总线应用。

总的来说，Hart协议的调制解调原理是将数字信息编码到
4-20mA模拟信号中，并使用CDMA技术允许多个设备共享相同的信号线路。

这使得Hart协议成为工业自动化系统中广泛使用的数字通信协议。

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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通信协议协议名称：HART通信协议一、引言HART通信协议是一种数字通信协议，用于在现场设备和控制系统之间进行双向通信。

本协议旨在确保设备之间的互操作性和数据传输的可靠性，为工业自动化系统提供通信标准。

二、协议背景随着工业自动化的发展，现场设备的数量和种类不断增加，传统的模拟信号已经无法满足对设备状态和参数的监测和控制需求。

为了解决这一问题，HART通信协议应运而生。

该协议通过在模拟信号中叠加数字信号，实现了设备状态和参数的数字传输，为现场设备的智能化提供了基础。

三、协议特点1. 双向通信：HART通信协议支持设备和控制系统之间的双向通信，可以实现从控制系统向设备发送指令，也可以从设备向控制系统发送数据。

2. 兼容性：HART通信协议可以与现有的4-20mA模拟信号兼容，无需更改现有设备的硬件接口。

3. 可靠性：该协议采用了纠错编码和多重点对点通信技术，确保数据传输的可靠性和稳定性。

4. 灵活性：HART通信协议支持多种通信介质，包括有线和无线通信，适用于不同的工业环境。

5. 扩展性：该协议支持设备参数的扩展，可以根据具体应用需求进行定制。

四、协议结构HART通信协议采用了主从结构，由主设备和从设备组成。

主设备通常是控制系统或监测仪表，从设备则是现场设备，如传感器、执行器等。

协议结构如下：1. 物理层：HART通信协议可以通过4-20mA模拟信号进行传输，也可以通过数字通信介质进行传输，如RS485总线。

2. 数据链路层：该层负责数据的传输和错误检测，采用纠错编码和循环冗余校验（CRC）等技术确保数据的完整性和可靠性。

3. 应用层：应用层定义了数据的格式和协议规范，包括命令帧、响应帧和数据帧等。

主设备通过发送命令帧给从设备，从设备则通过响应帧回复主设备。

五、协议功能HART通信协议提供了丰富的功能，包括但不限于以下几个方面：1. 参数读取：主设备可以向从设备发送读取命令，获取设备的状态和参数信息，如温度、压力、流量等。

完整的4mA至20mA HART解决方案-技术方案电路功能与优势图1所示的电路使用AD5700——业界功耗、尺寸的HART1兼容型IC调制解调器，以及AD5420 16位电流输出DAC，形成完整的HART兼容型4 mA至20 mA解决方案。

为了进一步节省空间，AD5700-1 提供了精度为0.5%的内部振荡器。

图1. AD5420 HART使能电路简化原理图该电路符合由HART通信基金会定义的HART物理层规范，例如模拟变化率和静默期间噪声规格。

多年来，过程控制仪器仪表中一直使用4 mA至20 mA通信。

此通信方式稳定可靠，对长距离通信中的环境干扰具有高抗扰度。

不过，其限制是每次只能进行一个过程变量的单向通信。

可寻址远程传感器高速通道(HART)标准的开发实现了高性能的双向数字通信，同时支持传统仪器仪表设备所使用的4 mA至20 mA模拟信号。

它衍生出各种特性，例如远程校准、故障查询和额外过程变量的传输。

简言之，HART是一种数字双向通信系统，其在4 mA 至20 mA模拟电流信号之上调制一个1 mA p-p频移键控(FSK)信号。

电路描述图1显示AD5420如何与AD5700 HART调制解调器和UART 接口配合使用，以使PLC和DCS系统常用的4 mA至20 mA电流输出支持HART。

从AD5700输出的HART_OUT信号经过衰减后，交流耦合至AD5420的RSET引脚。

如果未使用外部RSET 电阻，连接AD5420和AD5700的替代方法请参见应用笔记AN-1065 ，其中AD5700 HART 调制解调器输出通过CAP2引脚耦合到AD5420。

本电路笔记中所述的方法是需要使用外部RSET电阻，其电源抑制性能要高于应用笔记的替代方法。

无论使用哪一种解决方案，AD5700 HART调制解调器输出均可在不影响电流直流电平的前提下调制4 mA至20 mA模拟电流（如图2所示）。

二极管保护电路(D1 D4)将在瞬变电压保护部分详细论述。

Hart协议方案简介Hart协议是一种用于工业自动化领域的数字通信协议。

它是由HART Communication Foundation开发的，用于在现有的4-20mA模拟信号线上添加数字通信功能。

本文将介绍Hart协议的基本原理、工作方式以及应用场景。

基本原理Hart协议通过在模拟信号线上叠加数字信号来实现通信。

模拟信号用于传输4-20mA的变送器输出信号，而数字信号则用于传输设备配置和诊断信息。

叠加的数字信号采用频移键控（FSK）调制技术，使得模拟信号和数字信号能够在同一根信号线上传输，而不互相干扰。

Hart协议还采用了主从结构，其中变送器作为主站通过模拟信号线发送命令和请求，而设备则作为从站接收和响应主站的指令。

这种结构使得Hart协议能够在现有的4-20mA系统基础上添加通信功能，而不需要改变原有的硬件和布线。

工作方式Hart协议的工作方式可以分为两个阶段：通信和配置。

在通信阶段，主站通过发送连续的FSK数字信号来传输指令和请求给从站。

从站接收到数字信号后，通过解调器将其转换成数字信号，并解析出指令和请求内容。

从站根据指令执行相应的操作，并将结果通过数字信号的方式发送回主站。

在配置阶段，主站可以向从站发送配置命令，用于设置从站的参数和功能。

从站接收到配置命令后，根据命令进行相应的配置操作。

配置完成后，从站会将配置结果发送回主站。

应用场景Hart协议广泛应用于工业自动化领域，特别是在测量和控制系统中。

以下是一些常见的Hart协议应用场景：1.温度变送器：Hart协议可以用于在温度变送器和控制系统之间实现温度数据传输和配置。

2.压力传感器：Hart协议可以用于传输压力传感器的测量数据，并实现传感器的配置和校准。

3.流量计：Hart协议可以用于传输流量计的测量数据，并实现流量计的配置和校准。

4.液位计：Hart协议可以用于传输液位计的测量数据，并实现液位计的配置和报警功能。

优点与局限性Hart协议作为一种传统的模拟信号上添加数字通信功能的协议，具有以下优点：1.兼容性强：Hart协议可以在现有的4-20mA系统基础上添加通信功能，而不需要改变原有的硬件和布线。

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摹拟信号的大小，保证了与现有摹拟系统的兼容性。

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，此外的测量、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，其特点是在现有摹拟信号传输线上实现数字信号通信，属于摹拟系统向数字系统转变过程中过渡性产品，于是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；第二类称为普通行为命令，所提供的功能可以在许多现场设备(尽管不是全部)中实现，这种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，这种命令既可以在基金会中开放使用，又可以为开辟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。

现场设备开辟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辟专用接口。

HART协议与HART仪表的应用摘要：HART协议发展迅速，通过对HART仪表的应用，可以为现代化的工厂带来各种实际的效益。

关键词：HART协议仪表应用现代工业生产中存在着各种不同的现场设备，要想很好地使用他们，完善的通讯协议是必须的。

HART协议最初是由美国Rosemount公司开发，已应用了多年。

全世界有多达三千万台HART仪表安装在各种工厂。

至今，世界各地的工业提供商制造的智能仪表中有超过75%的仪表安装了HART协议。

一、HART仪表简介HART协议使用频移键控（FSK）技术，在4～20mA信号过程量上叠加一个Bell202标准的FSK信号，成功地把模拟信号和数字信号结合双向同时通讯，而不互相干扰。

每个HART设备有一个唯一的38位地址，这个地址由制造商ID 代码、设备类型代码和设备唯一标识符组成。

所有设备在制造时这个唯一的地址编码已经被写入。

HART的主机只有知道了现场设备的地址之后才能与其成功通信。

HART的主机还可以通过发布一个命令使从设备回应，让其回应地址。

数据链路层规定HART协议帧的格式，可寻址范围0～15（HART5）或者0～63（HART7），当仪表的地址为“0”时，仪表处于4～20 mA及数字信号点对点模式，现场仪表与两个数字通信主设备（也称作通信设备或主设备）之间采用特定的串行通信，主设备包括PC机、DCS或手持通信器。

仪表地址为除零以外任何值时，仪表处于全数字通信状态（多点模式），通信模式有“问答”式、“突发”式。

按问答式工作时的数据更新速率为2～3次/s，按突发式工作时的数据更新速率为3～4次/s。

这些工作方式尤其适用于远程监控，如石化系统和油罐区等。

采用多点模式，4～20mA的模拟输出信号不再有效，模拟值为4mA使功耗最小，并且为设备供电，系统依次读取传输线上的多台现场仪表的所需数据。

HART协议根据冗余检错码信息，采用自动重复请求发送机制，消除由于线路噪声或其他干扰引起的数据误码，实现数据无差错传送。