ابزارهای فرآیند مدرن اغلب دستگاه‌های بسیار پیچیده‌ای هستند که اغلب به پیکربندی یا کالیبراسیون پیشرفته نیاز دارند و قادر به ضبط و ارسال حجم وسیعی از داده‌ها هستند. در محیط های تجاری و صنعتی ممکن است صدها مورد از این ابزارها در یک طبقه تولید پخش شده باشد که هر کدام عملکرد خاصی دارند که به احتمال زیاد برای عملکرد کلی تاسیسات حیاتی است. با وجود ابزارهای بسیار زیادی که می توان آنها را ردیابی کرد، که برخی از آنها ممکن است در مکان های غیرقابل دسترس یا خطرناک قرار گیرند، توانایی برقراری ارتباط با آنها بسیار مهم است.

ارتباط دهنده های HART ابزاری را برای برقراری ارتباط با ابزارهای فرآیندی فراهم می کنند. با تکیه بر یک پروتکل ارتباطی باز، ارتباط‌دهنده‌های HART با دستگاه‌های «مستر» و «فیلد» فعال‌شده با HART ارتباط برقرار می‌کنند که پیکربندی و کالیبره کردن ابزارها و همچنین تشخیص مشکلات را قبل از جدی شدن بسیار آسان‌تر می‌کند.

پروتکل ارتباطات HART چیست؟

HART مخفف عبارت Highway Addressable Remote Transducer است. این یک پروتکل ارتباطی است که به یک دستگاه اصلی مجهز به HART اجازه می دهد تا با دستگاه های میدانی دارای HART فعال شود. HART که توسط Rosemount Inc. به عنوان یک پروتکل ارتباطی دیجیتال اختصاصی توسعه داده شد، در سال 1986 یک پروتکل باز ساخته شد تا بتواند توسط هر سازنده ای پیاده سازی شود و توسط هر کاربری آزادانه استفاده شود.

پروتکل HART در دسترس ترین استاندارد ارتباطات دیجیتال در زمینه کنترل فرآیند است. بیش از 70٪ از تمام ابزارهای فرآیند "هوشمند" از ارتباطات HART پشتیبانی می کنند. این در دسترس بودن به پایگاه نصب شده جهانی بیش از 28 میلیون دستگاه اضافه می کند.

اگرچه امروزه پروتکل‌های ارتباطی دیگری مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما HART به دلیل این واقعیت که برای برقراری ارتباط از طریق سیم‌کشی آنالوگ معمولی 4-20 میلی آمپر، به اشتراک گذاشتن جفت سیم‌های مورد استفاده در سیستم قدیمی‌تر، توسعه یافته است، بسیار محبوب است. این واقعیت که حجم عظیمی از ابزار دقیق صنعتی در حال حاضر شامل ارتباطات 4-20 میلی آمپری است، HART را به یک سیستم یکپارچه آسان تبدیل کرده است و آن را به استاندارد جهانی برای ارتباطات دیجیتال تبدیل کرده است.

HART قادر به استفاده از سیستم های 4-20 میلی آمپر با قرار دادن ارتباطات دیجیتال بر روی سیگنال آنالوگ 4-20 میلی آمپر بدون ایجاد اختلال در آن است. در حالی که سیگنال آنالوگ به ارائه مقادیر اولیه به و از ابزارهای میدانی ادامه می دهد، سیگنال دیجیتال اطلاعات اضافی دستگاه را ارائه می دهد. این امکان ارتباط میدانی دو طرفه را فراهم می‌کند و در عین حال امکان انتقال اطلاعات اضافی فراتر از متغیر فرآیند معمولی به/از یک ابزار میدان هوشمند را فراهم می‌کند. این امر باعث می شود HART یک سیستم عالی برای کاربرانی باشد که با استفاده از سیگنال 4-20 میلی آمپر راحت هستند، اما پروتکل "هوشمند" را می خواهند.

پروتکل HART با سرعت 1200 bps ارتباط برقرار می کند و قادر به دریافت دو یا چند به روز رسانی دیجیتال در ثانیه از یک دستگاه میدان هوشمند است.

فناوری HART بر اساس یک پروتکل اصلی/فرهنگ است که در آن مستر (دستگاه میزبان) فعال شده با HART با دستگاه‌های برد (فیلد) فعال شده با HART ارتباط برقرار می‌کند. میزبان می‌تواند هر برنامه نرم‌افزاری از دستگاه یا لپ‌تاپ دستی تکنسین گرفته تا کنترل فرآیند، مدیریت دارایی، ایمنی یا سیستم‌های دیگر با استفاده از هر پلتفرم کنترلی باشد. دستگاه‌های میدانی حسگرها، فرستنده‌ها، مبدل‌ها و سایر دستگاه‌هایی هستند که داده‌ها را جمع‌آوری می‌کنند یا وظایفی را انجام می‌دهند.

دو حالت عملیاتی اصلی ابزار HART وجود دارد: حالت نقطه به نقطه و حالت چند قطره.

در حالت نقطه به نقطه فقط یک ابزار را می توان روی هر جفت سیگنال کابل ابزار قرار داد. یک سیگنال انتخاب شده توسط کاربر، سیگنال 4-20 میلی آمپر مشخص شده است. سیگنال های دیگر به صورت دیجیتال در بالای سیگنال 4-20 میلی آمپر ارسال می شوند. به عنوان مثال، فشار را می توان به عنوان سیگنال 4-20 میلی آمپر با دما به صورت دیجیتالی از طریق سیم های مشابه ارسال کرد.

در حالت چند قطره فقط از سیگنال های دیجیتال استفاده می شود. جریان حلقه آنالوگ در 4 میلی آمپر ثابت است. حالت چند قطره اجازه می دهد تا بیش از یک ابزار در هر کابل سیگنال. بسته به ویرایش HART، حداکثر 63 ابزار در هر کابل قابل استفاده است که هر ابزار به یک آدرس منحصر به فرد نیاز دارد.

مزایای ارتباطات HART

توانایی بهبود ارتباط بین دستگاه ها در امکانات مدرن بسیار مهم است. با تعداد زیادی دستگاه که در یک برنامه کاربردی پردازشی به کار می روند، رسیدن اطلاعات به جایی که باید برود برای صرفه جویی در زمان و هزینه بسیار مهم است.

استفاده از ارتباطات HART از لحظه نصب، مزایای ملموسی را به همراه خواهد داشت. HART می تواند با تسهیل انتقال آسان تنظیمات پیکربندی و اطلاعات کالیبراسیون به کاهش زمان تنظیم کمک کند. همچنین می‌تواند هزینه‌های نگهداری را با ارائه توانایی ضبط داده‌های عملکرد و تشخیص

از راه دور خطا می کند و نیاز به بررسی های میدانی را از بین می برد. انطباق با مقررات با ثبت خودکار سوابق و توانایی استفاده از ابزارهای چند متغیره هوشمند برای گزارش دقیق تر و دقیق تر، ساده شده است.

این نمونه ها فقط سطح مزایای بالقوه ارتباطات HART را نشان می دهند. تقریباً در تمام صنایع، کاربران دریافته‌اند که HART ارتباطات سریع و آسانی را با دستگاه‌های فعال در این زمینه ارائه می‌دهد و آزمایش، تشخیص و پیکربندی دستگاه را فرصتی برای صرفه‌جویی در وقت و هزینه می‌کند.

HART Communicators

ارتباطات HART ابزاری را برای دریافت اطلاعات مورد نیاز در دستگاه های دارای HART فراهم می کند. چند راه مختلف برای انجام این کار از طریق اتصال فیزیکی دائمی یا موقت وجود دارد.

اگرچه برخی از سازندگان ارتباطات HART را در ابزارهایی که بخشی از یک سیستم فرآیندی هستند، ارائه می‌دهند، اکثر ارتباط‌دهنده‌ها یا واحدهای دستی هستند یا از یک رایانه شخصی با نرم‌افزار HART و یک مودم HART تشکیل شده‌اند. از آنجایی که می توان به تمام داده های HART در هر نقطه از سیگنال 4-20 میلی آمپر از یک دستگاه دارای HART فعال دسترسی داشت، دستگاه های قابل حمل سطحی از راحتی را برای اکثر کاربران جذاب ارائه می دهند.

توانایی ارتباطات HART برای کار یکپارچه با دستگاه های میدانی خاص به دلیل یک فایل داده ای است که به عنوان Device Description (DD) شناخته می شود که ویژگی ها و عملکردهای یک ابزار را توصیف می کند. بنیاد ارتباط HART کتابخانه ای از توضیحات دستگاه سازنده را مدیریت می کند و به روز رسانی های منظمی را ارائه می دهد که هر عضو بنیاد می تواند در آن مشترک شود. توضیحات دستگاه برای برقراری ارتباط با یک دستگاه دارای HART مورد نیاز نیست، اگرچه آنها مجموعه ای از عملکردهای پیشرفته را فعال می کنند و ارتباطات بین دستگاه های سازنده های مختلف را تسهیل می کنند.

ارتباطات دستی جهانی

ارتباطات دستی جهانی از تعدادی تولید کننده موجود است. با استفاده از فایل‌های Device Description (DD)، ارتباط‌دهنده می‌تواند به طور کامل هر دستگاه HART را که برای آن DD نصب شده است، پیکربندی کند. اگر ارتباط‌دهنده DD دستگاه خاصی را نداشته باشد، همچنان دستگاه را با استفاده از دستورات HART Universal و Common Practice ارتباط برقرار کرده و پیکربندی می‌کند، اما ممکن است به دستورات اضافی یا دستگاه خاص موجود در دستگاه دسترسی نداشته باشد.

هر دستگاه ثبت شده HART دارای 35 یا بیشتر آیتم داده استاندارد است که توسط یک ارتباط دستی قابل دسترسی است. این موارد شامل عملکرد اصلی دستگاه مانند برچسب گذاری فرستنده و همچنین برش صفر و دهانه است و نیازی به DD ندارد، اگرچه داده های خاص دستگاه به DD فعلی برای آن دستگاه خاص نیاز دارد. ارتباط دهنده های HART دستی معمولاً دارای حافظه کافی برای ذخیره رکوردهای پیکربندی دستگاه هستند.

ابزارهای مدیریت و پیکربندی دستگاه مبتنی بر رایانه

دستگاه‌های دارای HART را می‌توان با رایانه رومیزی یا لپ‌تاپ یا دستگاه قابل حمل مشابه دیگری پیکربندی کرد. برای این کار، از یک نرم افزار مبتنی بر کامپیوتر و یک مودم رابط HART استفاده کنید. در مقایسه با یک ارتباط دستی، رایانه شخصی ممکن است صفحه نمایش بهبود یافته ای را ارائه دهد. همچنین ممکن است به دلیل ظرفیت ذخیره سازی حافظه اضافی، از DD ها و تنظیمات دستگاه بیشتری پشتیبانی کند. با توجه به ماهیت حیاتی پیکربندی دستگاه در محیط کارخانه، رایانه های شخصی می توانند به عنوان ذخیره سازی پشتیبان برای داده های ارتباط دهنده های دستی نیز استفاده شوند.

اگر در مورد HART Communicators سؤالی دارید، لطفاً از طریق ایمیل زدن به ما در sales@codnumber.com یا تماس با شماره 021-91035087 با یکی از مهندسان ما صحبت کنید.