HART استاندارد جهانی برای ارسال و دریافت اطلاعات دیجیتال در حلقه جریانی 4-20 میلی آمپر است که اکثریت عظیمی از تجهیزات فیلد با سیستم های کنترل غیر متمرکز را متصل می کند. HART راه کار بلند مدت، قابل اعتماد برای اپراتورهای تاسیسات صنعتی ارائه می کند که همزمان در جستجوی منافع تجهیزات هوشمند با ارتباط دیجیتال و حفظ سرمایه گذاری موجود در ابزار دقیق آنالوگ و سیم کشی تاسیسات صنعتی هستند. فراتر از پروتکل ارتباطی، با فناوری HART فرآیندهای تاسیسات صنعتی به غنای فرآیندهای دیجیتال، اطلاعات عیب یابی و نگهداری دسترسی پیدا می کنند. اطلاعاتی که در طول عمر تاسیسات صنعتی از نصب تا تنظیمات از بهره برداری تا نهایتا نگهداری ارزشمند است.

گروه FieldComm صاحب مشخصات HART است و توسعه مشخصات، آموزش و خدمات ثبت محصول مرتبط با این فناوری را تامین می کند. از زمانی که اولین بار HART در دهه 90 میلادی منتشر شد به استاندارد IEC بدل شده است، تحت سه بازبینی عمده قرار گرفته است و تطابق با تمام نسخه های پیش تر منتشر شده را حفظ کرده است.

توضیح فناوری HART

HART پروتکل ارتباطی دو طرفه است که دسترسی داده بین تجهیزات فیلد هوشمند و سیستم های میزبان را تامین می کند. یک سیستم میزبان می تواند هر نرم افزار کاربردی از تجهیزات [1]hand-held یا لپ تاپ تکنسین تا کنترل فرآیند تاسیسات صنعتی، مدیریت دارایی[2]، سیستم ایمنی یا سیستم دیگر با استفاده از هر بستر کنترلی دیگر باشد. ارتباط بین دو تجهیز با HART فعال نوعا یک تجهیز فیلد هوشمند و یک سیستم کنترلی یا نظارت اتفاق می افتد. سیم کشی قابل قبول ابزار دقیق و اعمال ترمینال گذاری استاندارد ارتباط قابل اطمینان را تضمین می کند.

HART دو کانال ارتباطی همزمان، یکی آنالوگ و دیگری دیجیتال را فراهم می کند: یک سیگنال 4-20 میلی آمپر مقدار اندازه گیری شده اصلی (PV) را به عنوان مقدار آنالوگ جریان با استفاده از سیم کشی تغذیه تجهیز منتقل می کند. سیستم میزبان سپس مقدار جریان را به مقدار فیزیکی مطابق با پارامترهای تعریف شده توسط نرم افزار HART تبدیل می کند. برای مثال 7mA = 80 °F

اطلاعات تجهیز دیجیتالی توسط رمز گذاری سیگنال دیجیتال عموما با استفاده از تکنیک شناخته شده به عنوان Frequency Shift Keying[3] روی همان سیم کشی 20-4 میلی آمپر که برای ارتباط آنالوگ به کار رفته بود منتقل می شود. سیگنال دیجیتال شامل اطلاعاتی از تجهیز شامل PV، وضعیت تجهیز، عیب شناسی و سایر مقادیر محاسبه شده یا اندازه گیری شده است.

این دو کانال ارتباطی با هم یک راهکار کامل ارتباطی فیلد عرضه می کند که راحت طراحی می شود، ساده مورد استفاده قرار می گیرد، هزینه کم و قابلیت اطمینان بالایی دارد.

HART چگونه کار می کند؟

پروتکل HART[4] از استاندارد Frequency Shift Keying[5] برای تلفیق سیگنال های ارتباطی دیجیتال در سطح پایین بر روی 4-20  میلی آمپر استفاده می کند. به این شیوه امکان ارتباط دو طرفه با فیلد اتفاق می افتد و امکان انتقال اطلاعات فرعی فراتر از مقادیر فرآیند عادی به / از تجهیز فیلد هوشمند فراهم می شود.

پروتکل HART با سرعت 1200 بیت در ثانیه بدون قطع سیگنال 4-20 میلی آمپر ارتباط برقرار می کند و به اپلیکیشن میزبان (master) اجازه می دهد تا دو یا تعداد بیشتری به روز رسانی دیجیتال در ثانیه از تجهیز فیلد هوشمند دریافت کند. از آنجایی که سیگنال FSK دیجیتال از نوع CPM[6] است هیچ گونه اختلالی با سیگنال 20-4 میلی آمپر ندارد. پروتکل HART دو کانال ارتباطی همزمان : سیگنال آنالوگ 4-20 میلی آمپر و سیگنال دیجیتال را تامین می کند. سیگنال 4-20 میلی آمپر مقدار اندازه گیری شده اصلی (در مورد تجهیز فیلد) را با استفاده از حلقه جریانی 4-20 میلی آمپر – سریعترین و قابل اطمینان ترین استاندارد صنعتی- منتقل می کند. اطلاعات فرعی تجهیز با استفاده از سیگنال دیجیتال که روی سیگنال آنالوگ برهم نهی می شود منتقل خواهد شد.

سیگنال دیجیتال حاوی اطلاعات از تجهیز شامل وضعیت تجهیز، عیب شناسی، مقادیر محاسبه شده یا اندازه گیری شده فرعی و غیره می باشد. کنار هم دو کانال ارتباطی راهکار ارتباطی کامل، بسیار مقاوم و ارزان با فیلد را که برای استفاده و تنظیم آسان است تامین می کند.