Hart 475現場(chǎng)通訊與FF總線(xiàn)

HART（Highway Addressable Remote Transducer），可尋址遠程傳感器高速通道的開(kāi)放通信協(xié)議，是美國Rosement公司于1985年推出的一種用于現場(chǎng)智能儀表和控制室設備之間的通信協(xié)議。 HART裝置提供具有相對低的帶寬，適度響應時(shí)間的通信，經(jīng)過(guò)10多年的發(fā)展，HART技術(shù)在國外已經(jīng)十分成熟，并已成為智能儀表的工業(yè)標準。

　　HART協(xié)議采用基于Bell202標準的FSK頻移鍵控信號，在低頻的4-20mA模擬信號上疊加幅度為0.5mA的音頻數字信號進(jìn)行雙向數字通訊，數據傳輸率為1.2Mbps。由于FSK信號的平均值為0，不影響傳送給控制系統模擬信號的大小，保證了與現有模擬系統的兼容性。在HART協(xié)議通信中主要的變量和控制信息由4-20mA傳送，在需要的情況下，另外的測量、過(guò)程參數、設備組態(tài)、校準、診斷信息通過(guò)HART協(xié)議訪(fǎng)問(wèn)。

　　HART通信采用的是半雙工的通信方式，其特點(diǎn)是在現有模擬信號傳輸線(xiàn)上實(shí)現數字信號通信，屬于模擬系統向數字系統轉變過(guò)程中過(guò)渡性產(chǎn)品，因而在當前的過(guò)渡時(shí)期具有較強的市場(chǎng)競爭能力，得到了較快發(fā)展。HART 規定了一系列命令，按命令方式工作。它有三類(lèi)命令，*類(lèi)稱(chēng)為通用命令，這是所有設備都理解、都執行的命令；第二類(lèi)稱(chēng)為一般行為命令，所提供的功能可以在許多現場(chǎng)設備（盡管不是全部）中實(shí)現，這類(lèi)命令包括zui常用的的現場(chǎng)設備的功能庫；第三類(lèi)稱(chēng)為特殊設備命令，以便于工作在某些設備中實(shí)現特殊功能，這類(lèi)命令既可以在基金會(huì )中開(kāi)放使用，又可以為開(kāi)發(fā)此命令的公司所*。在一個(gè)現場(chǎng)設備中通?？砂l(fā)現同時(shí)存在這三類(lèi)命令。

　　HART采用統一的設備描述語(yǔ)言DDL?，F場(chǎng)設備開(kāi)發(fā)商采用這種標準語(yǔ)言來(lái)描述設備特性，由HART基金會(huì )負責登記管理這些設備描述并把它們編為設備描述字典，主設備運用DDL技術(shù)來(lái)理解這些設備的特性參數而不必為這些設備開(kāi)發(fā)接口。但由于這種模擬數字混合信號制，導致難以開(kāi)發(fā)出一種能滿(mǎn)足各公司要求的通信接口芯片。HART能利用總線(xiàn)供電，可滿(mǎn)足本質(zhì)安全防爆要求，并可組成由手持編程器與管理系統主機作為主設備的雙主設備系統。

基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)，即FoudationFieldbus,簡(jiǎn)稱(chēng)FF。它以ISO/OSI開(kāi)放系統互連模型為基礎，取其物理層、數據鏈路層、應用層為FF通信模型的相應層次，并在應用層上增加了用戶(hù)層。 
　　基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)分低速H1和高速H2兩種通信速率。H1的傳輸速率為 3125Kbps,通信距離可達 1900m （可加中繼器延長(cháng)）,可支持總線(xiàn)供電，支持本質(zhì)安全防爆環(huán)境。H2的傳輸速率為 1Mbps和 2.5Mbps兩種，其通信距離為750m和500m。物理傳輸介質(zhì)可支持比絞線(xiàn)、光纜和無(wú)線(xiàn)發(fā)射，協(xié)議符合IEC1158-2標準。其物理媒介的傳輸信號采用曼徹斯特編碼，每位發(fā)送數據的中心位置或是正跳變，或是負跳變。正跳變代表0，負跳變代表1，從而使串行數據位流中具有足夠的定位信息，以保持發(fā)送雙方的時(shí)間同步。接收方既可根據跳變的極性來(lái)判斷數據的“1”、“0”狀態(tài)，也可根據數據的中心位置定位。