Dans cet article, vous apprendrez ce qu'est un protocole HART,
comment HART est utilisé avec des capteurs analogiques,
comment fonctionne un capteur analogique HART,
et quels avantages un capteur analogique HART peut apporter à votre opération.
Protocole HART (Highway Addressable Remote Transducer) est une norme ouverte, utilisée dans le monde entier pour envoyer et recevoir des informations numériques, en utilisant un câblage analogique entre les appareils intelligents et les systèmes de contrôle. Avec plus de 30 millions d'appareils installés, c'est le protocole le plus utilisé sur le terrain.
Qu'est-ce que le protocole HART ?
HART a été disponible pour la première fois à la fin des années 1980,
et a rapidement gagné en popularité,
principalement en raison de sa capacité à continuer à prendre en charge l'ancien protocole analogique 4-20 mA,
tout en ajoutant les avantages significatifs de l'instrumentation numérique intelligente.
Le protocole HART est basé sur la norme Bell 202,
pour superposer des informations numériques au signal analogique 4-20 mA conventionnel.
Géré par un organisme indépendant,
la Fondation HART Communication,
le protocole HART est une norme industrielle développée pour définir le protocole de communication,
entre des appareils de terrain intelligents et un système de contrôle.
Le protocole HART définit la technologie de connexion physique,
ainsi que les commandes utilisées par les applications.
Il existe trois classes de commandes HART :
1) Universel,
2) Pratique courante,
3) Spécifique à l'appareil.
- Les commandes universelles doivent être implémentées par tous les appareils HART. Ils sont principalement utilisés par un contrôleur pour identifier un appareil de terrain et lire les données de processus.
- Les commandes de pratique courante définissent des fonctions qui ne s'appliquent généralement qu'aux appareils de terrain. Celles-ci incluent des commandes pour modifier la plage, sélectionner les unités d'ingénierie et effectuer des autotests.
- Le troisième ensemble de commandes, Device Specific, est différent pour chaque appareil. Les commandes spécifiques à l'appareil implémentent des fonctions de configuration et de réglage uniques.
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Comment fonctionne HART
Le protocole HART utilise la modulation par déplacement de fréquence (FSK), standard pour superposer les signaux de communication numériques, à un niveau bas au-dessus du 4-20mA.
Cela permet une communication de terrain bidirectionnelle et permet de communiquer des informations supplémentaires, au-delà de la simple variable de procédé normale, vers/depuis un instrument de terrain intelligent.
Le Protocole HART communique à 1200 bps，
sans interrompre le signal 4-20mA,
et autorise une application hôte (maître),
pour obtenir deux mises à jour numériques ou plus par seconde à partir d'un appareil de terrain intelligent.
Comme le signal numérique FSK est continu en phase,
il n'y a pas d'interférence avec le signal 4-20mA.
Le Protocole HARTl fournit deux canaux de communication simultanés :
le 4-20mA signal analogique et un signal numérique.
Le 4-20mA le signal communique la valeur mesurée primaire
(dans le cas d'un instrument de terrain)
utilisant l' 4-20mA boucle de courant – la norme industrielle la plus rapide et la plus fiable.
Des informations supplémentaires sur l'appareil sont communiquées,
à l'aide d'un signal numérique qui se superpose au signal analogique.
Le signal numérique contient des informations,
de l'appareil, y compris l'état de l'appareil, les diagnostics,
valeurs supplémentaires mesurées ou calculées, etc.
Ensemble, les deux canaux de communication offrent un faible coût,
et solution de communication terrain complète et très robuste,
facile à utiliser et à configurer.
Communication HART se produit entre deux appareils compatibles HART,
généralement un appareil de terrain intelligent et un système de contrôle ou de surveillance.
La communication s'effectue à l'aide de câbles de qualité instrumentation standard et de pratiques de câblage et de raccordement standard.
Le signal numérique contient des informations,
de l'appareil, y compris l'état de l'appareil, les diagnostics,
valeurs supplémentaires mesurées ou calculées, etc.
Technologie HART est un protocole maître/esclave,
ce qui signifie qu'un appareil de terrain intelligent (esclave) ne parle que lorsqu'il est adressé par un maître.
Le Protocole HART peut être utilisé dans différents modes,
tels que point à point ou multipoint,
pour communiquer des informations vers/depuis des instruments de terrain intelligents ，
et des systèmes centraux de contrôle ou de surveillance.
Le Protocole HART prévoit jusqu'à deux maîtres (primaire et secondaire).
Cela permet aux maîtres secondaires,
tels que les communicateurs portables à utiliser,
sans interférer avec les communications vers/depuis le maître primaire,
c'est-à-dire le système de contrôle/surveillance.
Le Protocole HART permet toutes les communications numériques avec les appareils de terrain,
dans des configurations de réseau point à point ou multipoint :
Il existe également un mode de communication "rafale" en option,
où un seul appareil esclave peut diffuser en continu un message de réponse HART standard.
Des taux de mise à jour plus élevés sont possibles avec ce mode de communication en rafale en option,
et l'utilisation est normalement limitée à une configuration point à point.
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Wu Peng, né en 1980, est un ingénieur très respecté et accompli avec une vaste expérience dans le domaine de l'automatisation. Avec plus de 20 ans d'expérience dans l'industrie, Wu a apporté une contribution significative à des projets universitaires et d'ingénierie.
Tout au long de sa carrière, Wu Peng a participé à de nombreux projets d'ingénierie nationaux et internationaux. Certains de ses projets les plus notables incluent le développement d'un système de contrôle intelligent pour les raffineries de pétrole, la conception d'un système de contrôle distribué de pointe pour les usines pétrochimiques et l'optimisation des algorithmes de contrôle pour les gazoducs.