基于HART协议的475手操器在智能仪表中的应用
2020-08-22胡林红孔令敏
胡林红,孔令敏,李 涛
(中国海洋石油(中国)有限公司深圳分公司,广东深圳518000)
1 HATR协议简介
HART(HighwayAddressableRemoteTransducer)协议,即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 年推出用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议[1]。
HART 协议使用ISO/OSI 开放系统互联模式,采用其简化3层模型结构,即第1层物理层、第2层数据链路层和第7层应用层,其对应关系见表1[2]。

表1 OSI模型与HART通信协议对应关系
HART 通信使用载波传输的方式(即采用数字信号对载波进行调制后再实行传输)和半双工的通信方式(即信息流可在2 个方向上传输,但同时只允许1 个方向的传输)。HART 通信采用基于Bell202 通信标准的FSK 频移键控信号,在低频的4~20 mA 模拟信号上叠加1 个幅度为0.5 mA 的高频数字信号进行双向数字通讯[3],2 种信号共享硬件而不冲突。数据传输率为1.2 Mbps,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[4]。
在HART 协议物理层中规定,通信传输速率为1 200 波特,数字信号用2个频率表示:1 200 Hz代表逻辑“1”,2 200 Hz代表逻辑“0”,如图1 所示。

图1 HART协议通信的FSK信号
2 HATR475手操器简介
HART475 手操器是罗斯蒙特HART375 手操器的改良升级型号,它旨在与不同设备生产商的各种HART 和现总线设备协同运作。通过由HART 通讯基金会和Fieldbus Foundation 支持的电子设备描述语言(EDDL)技术,可实现设备互操作性,可以对设备进行配置、维护或故障排除。
手操器内存由3 种组件构成。(1)内部闪存:32 MB 非易失RAM,储存操作系统和系统软件;(2)系统卡:带有非易失闪存的1 GB 或更大内部安全数字卡;……
