En este artículo, aprenderá qué es un protocolo HART,
cómo se utiliza HART con sensores analógicos,
cómo funciona un sensor analógico HART,
y qué ventajas puede brindarle un sensor analógico HART a su operación.
Protocolo HART (transductor remoto direccionable de autopista) es un estándar abierto, utilizado globalmente para enviar y recibir información digital, utilizando cableado analógico entre dispositivos inteligentes y sistemas de control. Con más de 30 millones de dispositivos instalados, es el protocolo más popular utilizado en el campo.
¿Qué es el protocolo HART?
HART estuvo disponible por primera vez a fines de la década de 1980,
y rápidamente ganó popularidad,
principalmente debido a su capacidad para seguir admitiendo el antiguo protocolo analógico de 4-20 mA,
al tiempo que agrega los beneficios significativos de la instrumentación inteligente digital.
El protocolo HART se basa en el estándar Bell 202,
para superponer información digital sobre la señal analógica convencional de 4-20 mA.
Mantenido por una organización independiente,
la fundación de comunicación HART,
el protocolo HART es un estándar de la industria desarrollado para definir el protocolo de comunicaciones,
entre dispositivos de campo inteligentes y un sistema de control.
El protocolo HART define la tecnología de conexión física,
así como los comandos utilizados por las aplicaciones.
Hay tres clases de comandos HART:
1) universales,
2) Práctica común,
3) Específico del dispositivo.
- Todos los dispositivos HART deben implementar comandos universales. Los utiliza principalmente un controlador para identificar un dispositivo de campo y leer datos de proceso.
- Los comandos de práctica común definen funciones que generalmente se aplican solo a dispositivos de campo. Estos incluyen comandos para cambiar el rango, seleccionar unidades de ingeniería y realizar autopruebas.
- El tercer conjunto de comandos, Específico del dispositivo, es diferente para cada dispositivo. Los comandos específicos del dispositivo implementan funciones únicas de configuración y ajuste.
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Cómo funciona HART
El protocolo HART utiliza modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK), estándar para superponer señales de comunicación digital, a un nivel bajo además de los 4-20 mA.
Esto permite que se lleve a cabo una comunicación de campo bidireccional, y hace posible que se comunique información adicional, más allá de la variable de proceso normal, hacia/desde un instrumento de campo inteligente.
La Protocolo HART se comunica a 1200 bps，
sin interrumpir la señal de 4-20mA,
y permite una aplicación host (maestro),
para obtener dos o más actualizaciones digitales por segundo desde un dispositivo de campo inteligente.
Como la señal FSK digital es de fase continua,
no hay interferencia con la señal de 4-20mA.
La Protocolo HARTProporciona dos canales de comunicación simultáneos:
las 4-20mA señal analógica y una señal digital.
La 4-20mA la señal comunica el valor medido primario
(en el caso de un instrumento de campo)
usando el 4-20mA bucle de corriente: el estándar de la industria más rápido y fiable.
Se comunica información adicional del dispositivo,
utilizando una señal digital que se superpone a la señal analógica.
La señal digital contiene información,
desde el dispositivo, incluido el estado del dispositivo, diagnósticos,
valores medidos o calculados adicionales, etc.
Juntos, los dos canales de comunicación proporcionan un bajo costo,
y una solución completa de comunicación de campo muy robusta,
que es fácil de usar y configurar.
Comunicación HART ocurre entre dos dispositivos habilitados para HART,
típicamente un dispositivo de campo inteligente y un sistema de control o monitoreo.
La comunicación se produce utilizando un cable de grado de instrumentación estándar y utilizando prácticas de terminación y cableado estándar.
La señal digital contiene información,
desde el dispositivo, incluido el estado del dispositivo, diagnósticos,
valores medidos o calculados adicionales, etc.
Tecnología HART es un protocolo maestro/esclavo,
lo que significa que un dispositivo de campo inteligente (esclavo) solo habla cuando un maestro le habla.
La Protocolo HART se puede utilizar en varios modos,
como punto a punto o multipunto,
para comunicar información a/desde instrumentos de campo inteligentes,
y control central o sistemas de monitoreo.
La Protocolo HART proporciona hasta dos maestros (primario y secundario).
Esto permite maestros secundarios,
tales como comunicadores de mano que se utilizarán,
sin interferir con las comunicaciones hacia/desde el maestro principal,
es decir, sistema de control/supervisión.
La Protocolo HART permite toda comunicación digital con dispositivos de campo,
en configuraciones de red punto a punto o multipunto:
También hay un modo de comunicación "ráfaga" opcional,
donde un solo dispositivo esclavo puede transmitir continuamente un mensaje de respuesta HART estándar.
Son posibles tasas de actualización más altas con este modo de comunicación de ráfaga opcional,
y el uso normalmente está restringido a la configuración punto a punto.
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Wu Peng, nacido en 1980, es un ingeniero muy respetado y exitoso con una amplia experiencia en el campo de la automatización. Con más de 20 años de experiencia en la industria, Wu ha realizado importantes contribuciones tanto a proyectos académicos como de ingeniería.
A lo largo de su carrera, Wu Peng ha participado en numerosos proyectos de ingeniería nacionales e internacionales. Algunos de sus proyectos más destacados incluyen el desarrollo de un sistema de control inteligente para refinerías de petróleo, el diseño de un sistema de control distribuido de última generación para plantas petroquímicas y la optimización de algoritmos de control para gasoductos de gas natural.