Do Projektu iAutomatyka dołączyli:

Publikacja zgłoszona do 🎁 Konkursu iAutomatyka
https://iautomatyka.pl/wp-content/uploads/2018/08/co-to-jest-i-jak-działa-protokoł-hart-_iAutomatyka_.jpg

Co to jest i jak działa protokół HART.


Autor: Bartosz Fras

Co to jest, jak działa i gdzie jest wykorzystywany protokół HART?

Technologia wykorzystująca niskoprądowy sygnał komunikacyjny w zakresie 4 – 20 mA jest obecna w przemyśle od ponad 40 lat. Dzięki temu rozwiązaniu istotne informacje z urządzeń pomiarowych mogą być przekazane do systemu nadrzędnego, tzw. DCS lub do sterownika PLC. Zaletą tego rodzaju komunikacji jest prostota oraz wykorzystanie dwuprzewodowej linii zarówno do zasilania, jak i transmisji sygnału pomiarowego. Gdy mówimy o pomiarze ciągłym, wartość 4 mA odpowiada poziomowi 0%, podczas gdy 20 mA będzie oznaczać 100%. W przypadku uszkodzenia linii wartość prądu spada do 0 mA, a zatem w łatwy sposób uzyskujemy także prostą informację diagnostyczną. Kolejną zaletą jest możliwość transmisji sygnału nawet na odległości rzędu 1000 m. Dzisiaj komunikacja analogowa jest wykorzystana nawet w najprostszych czujnikach pomiarowych. Dla wielu zastosowań jednak przesyłanie tylko jednej informacji z czujnika to za mało.

Jak działa HART?

W latach 70-tych ubiegłego stulecia firma badawcza Bell Labs opracowała standard Bell 202 wdrożony szerzej w przemyśle w drugiej połowie lat 80-tych. Rewolucyjne rozwiązanie wykorzystujące protokół komunikacyjny HART (Highway Addressable Romete Transducer) umożliwiło pracę urządzeń zarówno w trybie analogowym, jak i cyfrowym. Dostosowanie sygnału analogowego do HART polega na nałożeniu sygnału zmiennoprądowego, gdzie logicznej jedynce odpowiada 1200 Hz, a zeru – 2200 Hz. Średnia wartość przemiennego sygnału cyfrowego jest równa zeru, więc nie ma obaw o wzajemne zakłócanie się z sygnałem stałoprądowym. Oprócz podstawowej informacji pomiarowej przy użyciu HART można wysłać dodatkowe dane jak nastawy kalibracyjne, oznaczenie punktu pomiarowego czy inne komunikaty diagnostyczne wykorzystując to samo, dwuprzewodowe podłączenie. Protokół ten umożliwia zmianę zakresu i diagnostykę urządzeń, jednak w przypadku komunikacji cyfrowej czasy odpowiedzi są bardzo wolne, dlatego komunikacja ta służy głównie do zmiany nastaw i diagnostyki. Niemniej jest on dzisiaj standardem komunikacji urządzeń pomiarowych w przemyśle, a wykorzystują go wszyscy producenci aparatury m. in. Endress+Hauser, Emerson, Yokogawa czy ABB.

HART jest najczęściej wykorzystywany jako protokół master-slave, gdzie przyrząd podrzędny (slave) wysyła dane tylko na żądanie urządzenia nadrzędnego (master). Urządzeniem nadrzędnym może być konsola w stacji sterowania lub ręczny programator HART w postaci dedykowanego urządzenia mobilnego lub modemu podłączanego do laptopa.

Poniżej znajdziecie film prezentujący działanie i zastosowanie protokołu HART.

Rozwój protokołu i nowe zastosowania

W celu koordynacji działań oraz właściwego stosowania powołano fundację skupiającą producentów aparatury HART Foundation. Ta niezależna organizacja zajmuje się rozwojem oraz wspieraniem tego otwartego standardu komunikacyjnego i koordynuje prace nad nim. Obecnie najnowsza wersja to HART 7.1. Wraz z rozwojem samego protokołu i usprawnieniami przesyłu danych pojawiły się też takie rozwiązania jak Wireless HART, czyli komunikacja bezprzewodowa, umożliwiająca np. transmisję sygnału z miejsc niepodłączonych do tej pory do systemu nadrzędnego. Używany dotychczas sposób komunikacji, wykorzystywany głównie do programowania i diagnostyki, coraz częściej jest głównym lub redundantnym kanałem komunikacyjnym. Za jego pośrednictwem możemy wysłać do czterech dodatkowych wartości z urządzenia pomiarowego. Na przykład w radarze bezkontaktowym FMR62 produkcji Endress+Hauser mogą to być: poziom, odległość, temperatura elektroniki, amplituda echa czy inne informacje związane z zaawansowaną diagnostyką.

HART jako baza do cyfryzacji zakładu

Jednym z ciekawszych zastosowań protokołu HART jest prosta implementacja danych z urządzeń do rozwiązania chmurowego. Do korzystania z szerokich możliwości, jakie niesie ze sobą chmura obliczeniowa, przekonuje się coraz więcej przedsiębiorstw. Dostęp do danych pomiarowych i diagnostycznych z dowolnego miejsca o dowolnej porze, możliwość analizy danych historycznych, nowe możliwości optymalizacji procesów, skrócenie czasu niezbędnego do usunięcia awarii czy diagnostyka predykcyjna wraz z szeregiem innych zalet powodują, że coraz częściej można usłyszeć o tzw. cyfrowej rewolucji. Urządzenia posiadające komunikację HART śmiało możemy nazywać cyfrowymi, a co za tym idzie w większości wypadków są one już gotowe do współpracy ze środowiskiem chmurowym.

Jednym z przykładów takiego rozwiązania jest ekosystem Netilion dostępny jako usługa firmy Endress+Hauser.

Dowolne urządzenie HART może zostać połączone do chmury za pośrednictwem bramki, a następnie urządzenia brzegowego przesyłającego informacje do chmury obliczeniowej, pracującej w oparciu o bezpieczne rozwiązanie AWS (Amazon Web Services).

Możemy także wykorzystać łączność bezprzewodową Wireless HART lub wyposażyć dostępne urządzenie w specjalny adapter, który taką łączność umożliwi.

Aby rozpocząć korzystanie z zalet najnowszych rozwiązań cyfrowych, nie jest wymagana zatem gruntowna przebudowa zakładu. W wielu przypadkach użytkownicy mają do czynienia z urządzeniami cyfrowymi, których potencjał nie jest wykorzystywany.

Wystarczy jednak niewielki krok, by znany do tej pory sposób komunikacji wykorzystać zdecydowanie szerzej i w połączeniu z najnowszymi technologiami informacyjnymi zaoferować użytkownikowi nieznane do tej pory usprawnienia. Protokół HART z pewnością może stanowić doskonałą podstawę do wprowadzenia cyfrowych rozwiązań w zakładzie.



Data aktualizacji: 1 grudnia 2021 / Utworzono: / Kategoria: , , , , , ,
  • Autor: Endress+Hauser
  • Endress+Hauser to światowy lider w obszarze aparatury kontrolno-pomiarowej, usług i rozwiązań dla automatyki przemysłowej. Firma produkuje urządzenia do pomiaru przepływu, poziomu, ciśnienia, temperatury, gazów, analizy cieczy oraz rejestracji danych. Optymalizujemy procesy produkcyjne pod kątem wzrostu wydajności i bezpieczeństwa. Bazując na ponad 65-letnim doświadczeniu, tworzymy urządzenia dostosowane do aktualnych potrzeb rynku, a także Przemysłu 4.0. Działamy w następujących obszarach: przemysł spożywczy, chemiczny, wydobywczy, naftowo-gazowniczy, energetyka, przetwórstwo kruszyw, farmacja, biotechnologia, gospodarka wodno-ściekowa.
  • Profil Autora
  • http://www.pl.endress.com

Reklama

Newsletter

Zapisz się i jako pierwszy otrzymuj nowości!

Zapoznałem się i akceptuję klauzulę informacyjną.



.

NAJNOWSZE PUBLIKACJE OD UŻYTKOWNIKÓW I FIRM

>KLIKNIJ<

KONKURS IAUTOMATYKA GRUDZIEŃ 2021

KONKURS IAUTOMATYKA GRUDZIEŃ 2021

>KLIKNIJ<

Finansowanie projektów automatyzacji i robotyzacji, cz. 1

Finansowanie projektów automatyzacji i robotyzacji, cz. 1

>KLIKNIJ<

Czujniki indukcyjne – Działanie, budowa, podłączenie, zastosowanie

Czujniki indukcyjne – Działanie, budowa, podłączenie, zastosowanie

>KLIKNIJ<

Liderzy robotyzacji

Liderzy robotyzacji

>KLIKNIJ<

Wspólne typy danych używane w sterownikach Mitsubishi

Wspólne typy danych używane w sterownikach Mitsubishi

>KLIKNIJ<

RENEX Group podsumowuje Targi Productronica

RENEX Group podsumowuje Targi Productronica

>KLIKNIJ<

Aplikacja VEGA Tools dla łatwiejszego i szybszego dostępu do wartości pomiarowych

Aplikacja VEGA Tools dla łatwiejszego i szybszego dostępu do wartości pomiarowych

>KLIKNIJ<

Pomiary energii i mocy nigdy nie były tak proste!

Pomiary energii i mocy nigdy nie były tak proste!

>KLIKNIJ<

Timery i liczniki używane w sterownikach Mitsubishi

Timery i liczniki używane w sterownikach Mitsubishi

>KLIKNIJ<

Większe bezpieczeństwo procesów produkcyjnych z Heartbeat Technology

Większe bezpieczeństwo procesów produkcyjnych z Heartbeat Technology

>KLIKNIJ<

Maszyna się rozpędza! Tworzymy kurs podstaw automatyki z Pilz

Maszyna się rozpędza! Tworzymy kurs podstaw automatyki z Pilz

>KLIKNIJ<

Logistyka zakładowa w standardzie I4.0: System ActiveShuttle z zaawansowaną interakcją jest teraz bardziej bezpieczny elastyczny

Logistyka zakładowa w standardzie I4.0: System ActiveShuttle z zaawansowaną interakcją jest teraz bardziej bezpieczny elastyczny

>KLIKNIJ<

Bulkscan® bezkontaktowy pomiar przepływu materiałów sypkich

Bulkscan® bezkontaktowy pomiar przepływu materiałów sypkich

>KLIKNIJ<

OMRON prezentuje wizję fabryki przyszłości w zmodernizowanym Centrum Automatyki w Barcelonie

OMRON prezentuje wizję fabryki przyszłości w zmodernizowanym Centrum Automatyki w Barcelonie

>KLIKNIJ<

Nowa seria interfejsów sygnałowych RN Series – niezawodne zasilanie i separacja obwodów pomiarowych

Nowa seria interfejsów sygnałowych RN Series – niezawodne zasilanie i separacja obwodów pomiarowych

>KLIKNIJ<

Przemysł-segmenty #LAPP

Przemysł-segmenty #LAPP

>KLIKNIJ<

Zobacz relacje z Warsaw Industry Week 2021 z firmą Finder

Zobacz relacje z Warsaw Industry Week 2021 z firmą Finder

>KLIKNIJ<

System sztucznego naśnieżania oparty na urządzeniach firmy akYtec

System sztucznego naśnieżania oparty na urządzeniach firmy akYtec

>KLIKNIJ<

Grupa RENEX na Productronice

Grupa RENEX na Productronice

>KLIKNIJ<

Nowości YAMAHA na Productronice

Nowości YAMAHA na Productronice

Reklama



MOŻESZ SIĘ TYM ZAINTERESOWAĆ