HART协议入门指南

HART协议是近年来最受信赖的通信协议之一。它融合了模拟系统和数字控制系统的特点。

过程工厂的现场仪表正逐渐受到日益复杂的计量法规的约束。目前大多数新型现场仪表都是智能数字仪表。HART协议广泛应用于过程和仪表系统中，例如智能HART压力变送器。

什么是 HART 协议？

HART 协议的全称是 Highway Addressable Remote Transducer Protocol（高速公路可寻址远程传感器协议）。这项用于现场总线通信的开放标准由 Fisher-Rosemount 公司于 20 世纪 80 年代推出。

为了解决工业现场智能仪表与控制系统之间的通信问题，HART 采用基于 Bell202 标准的 FSK（频移键控）信号，将幅度为 0.5mA 的音频数字信号叠加到传统的 4-20mA 模拟信号上，实现双向数字通信。

HART 通信不会干扰传输到控制系统的模拟信号，确保与现有模拟系统的兼容性。它是模拟系统向数字系统过渡过程中的过渡产品。

兼容性：HART协议可用于连接各种类型的现场仪表，包括温度计、液位计、压力计、流量计、分析仪等。

可靠性：HART协议具有全双工通信能力。设备可以同时进行发送和接收，确保通信的可靠性。

易用性：HART协议可通过现有的4-20mA信号进行传输。无需额外的硬件和电缆，使用起来非常方便。

HART协议通常使用4-20mA信号进行两种类型的通信：模拟信号和数字信号。

在模拟信号中，4mA对应于仪器信号的最小值，20mA对应于仪器信号的最大值。

在数字信号中，设备可以向仪器发送数字指令。仪器也可以发送完整的测量数据和故障诊断信息。

数字信号可以通过HART系统进行分离和分析，从而提高系统性能并降低现场仪器的成本。

如果本文仍未能帮助您理解 HART 协议，您可以进一步了解高速公路可寻址远程传感器协议。

作为一种开放、兼容、稳定可靠的通信协议，HART协议已在工业领域得到广泛认可和应用。

经过数十年的持续发展，HART协议已更新和改进了多个版本。每次修订都引入了新的技术和功能，同时与之前的版本保持兼容，以满足工业自动化不断变化的发展需求。

当前主流版本HART 5、HART 6和HART 7的主要功能和区别如下：

①HART 5之前的协议：
物理层：RS485；
链路层：令牌主从问答模式；
应用层：定义一些简单的通用命令。

②HART 5版本协议：
物理层：模拟电流+FSK，1200bps；
链路层：令牌主从问答模式，增加了一个主设备和一个从设备突发模式；
应用层：进一步丰富了通用命令、普通命令、特殊命令以及短地址范围0~15。

③HART 6版本协议：
物理层：新增当前C8PSK、9600bps规范；
应用层：扩展了命令内容，采用了扩展用户识别，新增了设备集群命令，短地址范围0~63。

④HART 7版本协议：
物理层：新增了2.4G DSSS O-QPSK 10dBm 250kbps规范；
链路层：新增了时分多址（TDMA）链路控制模式；
网络层：新增了自组织、多径、网状网络规范；
应用层：扩展了设备集群命令，新增了网状网络维护命令。