某些控制系統(tǒng)供應(yīng)商自行開發(fā)了數(shù)字協(xié)議與智能設(shè)備通信。按照其思維慣例，這些數(shù)字協(xié)議除了向少數(shù)幾個現(xiàn)場設(shè)備供應(yīng)商發(fā)放許可證并允許他們使用以外，不向其他廠商開放。這些數(shù)字協(xié)議包括日本橫河公司的BRAIN協(xié)議、霍尼韋爾公司的數(shù)字增強(qiáng)(digital enhancement，DE)協(xié)議等。自控界的用戶和供應(yīng)商對這種封閉的數(shù)字協(xié)議很不滿意，期盼開發(fā)一種可以在多個供應(yīng)商之間通用的開放式數(shù)字協(xié)議。
1986年，羅斯蒙特公司制定了可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道(highway addressable remote transducer，HART)開放式通信協(xié)議。作為從模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)的過渡性現(xiàn)場總線協(xié)議，HART既兼容4-20mA模擬信號儀表的智能化解決方案，又具備現(xiàn)場總線的優(yōu)越性。HART設(shè)備使用的數(shù)字協(xié)議可提供目前來看相對較低的帶寬和適度響應(yīng)時間的通信。開放式協(xié)議在當(dāng)時有著革命性貢獻(xiàn)，且性能優(yōu)良。
從技術(shù)角度來看，HART通信協(xié)議是將數(shù)字信號疊加在4-20mA模擬信號上，并且不影響模擬信號。這在開創(chuàng)新技術(shù)的同時又兼容了現(xiàn)有技術(shù)，在確?，F(xiàn)有系統(tǒng)仍可運(yùn)行的情況下增添了更加豐富的、用于過程測量和控制的數(shù)字信息。
此外，HART通信協(xié)議以其開放性受到了儀表供應(yīng)商和終端用戶的歡迎。經(jīng)過30多年的發(fā)展，HART通信協(xié)議已十分成熟。目前，主要的控制系統(tǒng)和資產(chǎn)管理系統(tǒng)均支持HART協(xié)議。HART數(shù)據(jù)可以通過軟件連接器輕松地與其他歷史軟件和企業(yè)軟件集成。從十多年前開始，在HART通信基金會(現(xiàn)為現(xiàn)場總線通信集團(tuán))的引領(lǐng)下，通過對原有技術(shù)不斷創(chuàng)新，從HART5到HART7，發(fā)展了WirelessHART、HART-互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(Internet protocol，IP)、HART-IP over Ethernet-高級物理層(advanced physical layer，APL)等技術(shù)。HART設(shè)備在全球的安裝數(shù)量已超過4000萬臺。HART通信協(xié)議已成為全球智能儀表的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
本文介紹了HART通信協(xié)議的特點及有線HART、WirelessHART、HART-IP、HART-IP over Ethernet-APL等通信技術(shù)的不斷創(chuàng)新應(yīng)用。
1、HART通信協(xié)議概述及發(fā)展歷程
HART作為工業(yè)通信協(xié)議，符合國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(international organization for standardization，ISO)/開放式系統(tǒng)互連(open system interconnect，OSI)七層模型。HART通信協(xié)議是較早被列入IEC 61158現(xiàn)場總線通信規(guī)范中的標(biāo)準(zhǔn)(Type20)，并于2013年正式成為我國現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T29910。
從20世紀(jì)末期開始廣泛應(yīng)用的HART5開始，到2001年的HART6，再到2007年推出的HART7，HART通信協(xié)議不斷完善，形成了如圖1所示的HART通信協(xié)議架構(gòu)。
有線HART通信協(xié)議兼容各種不同的物理層，如4-20mA+頻移鍵控(frequency shift keying，F(xiàn)SK)/相移鍵控(phase shift keying，PSK)、RS485等，并且采用了基于令牌傳輸機(jī)制的數(shù)據(jù)鏈路層，以確保通信的可靠性。WirelessHART基于IEEE 802.15.4的2.4GHz物理層，并采用了針對工業(yè)應(yīng)用特別開發(fā)的鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層，在確保通信可靠性的同時增強(qiáng)了信息安全特性。為了確保用戶體驗的一致性以及HART通信協(xié)議一貫堅持的兼容性原則，無論采用哪種物理媒介和網(wǎng)絡(luò)鏈路方式，HART通信協(xié)議均制定了統(tǒng)一的傳輸層和面向流程工業(yè)的應(yīng)用層規(guī)范(即HART命令集)。
20世紀(jì)末期推出的HART5，是全球范圍內(nèi)廣泛采用的HART通信協(xié)議。通過FSK的載波方式，兩線4-20mA測控回路中可實現(xiàn)雙向數(shù)字通信。通過基于設(shè)備描述(device description，DD)的手持操作器產(chǎn)品(例如早期的Rosemount275)，可以實現(xiàn)對現(xiàn)場儀表的參數(shù)組態(tài)和信息查看。這極大地優(yōu)化了工程調(diào)試和維修檢驗，使得HART5獲得了迅速而廣泛的應(yīng)用。但因為HART5的局限性，早期的HART數(shù)字通信除了在儀表安裝和維護(hù)過程中發(fā)揮作用，并沒有獲得全面應(yīng)用，所以控制系統(tǒng)仍以4-20mA模擬信號為主。
21世紀(jì)初，Windows等大型計算機(jī)操作系統(tǒng)的普及以及流程工藝的不斷復(fù)雜化，對現(xiàn)場儀表的智能信息獲取及數(shù)字通信提出了更高的要求。HART6的出現(xiàn)正是為了滿足HART通信協(xié)議的全時數(shù)字通信需求。
相較于HART5，HART6規(guī)范在以下方面作了增強(qiáng)。
①新增更高速的兩線物理層PSK載波方式(遺憾的是該技術(shù)沒有實現(xiàn)商用)。
②新增數(shù)字輸入/輸出(input/output，I/O)系統(tǒng)應(yīng)用，以及配套的RS485物理層和HART-IP規(guī)范。
③增強(qiáng)了現(xiàn)場儀表的智能功能(更多的測量、配置和狀態(tài)信息)。
隨著系統(tǒng)集成應(yīng)用的不斷擴(kuò)展，以及無線通信需求的出現(xiàn)，HART7規(guī)范在2007年推出，并已成為目前的主流。這推動了HART通信協(xié)議在數(shù)字通信領(lǐng)域的全面應(yīng)用。
HART7主要在以下方面作了增強(qiáng)。
①新增WirelessHART無線通信技術(shù)。
②HART-IP及數(shù)字I/O功能的不斷完善。
③HART猝發(fā)模式的增強(qiáng)及SafeHART規(guī)范。
④現(xiàn)場儀表系統(tǒng)集成應(yīng)用的進(jìn)一步增強(qiáng)(儀表狀態(tài)信息、主機(jī)類型識別及容錯處理、測量值時間戳、NE-107合規(guī))。
HART技術(shù)的不斷演進(jìn)，在兼容已有系統(tǒng)和保護(hù)用戶投資的基礎(chǔ)上順應(yīng)了企業(yè)數(shù)字化變革，特別是滿足了主流控制系統(tǒng)架構(gòu)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(industry Internet of Things，IIoT)轉(zhuǎn)型升級的需求。這些主流架構(gòu)包括NAMUR的開放流程自動化架構(gòu)(NAMUR open process architecture，NOA)、開放流程自動化論壇(open process architecture forum， OPAF)的開放流程自動化架構(gòu)(open process architecture， OPA)等。
2、有線HART技術(shù)
有線HART通信協(xié)議通常指兩線4-20mA測控回路通過FSK載波數(shù)字通信的技術(shù)，是自HART5以來應(yīng)用較為廣泛的HART通信協(xié)議。
有線HART通信協(xié)議采用基于Bell202標(biāo)準(zhǔn)的FSK信號，在低頻的4-20mA模擬信號上疊加幅度為±0.5mA的頻率數(shù)字信號進(jìn)行雙向數(shù)字通信。數(shù)字信號的幅度為±0.5mA。數(shù)據(jù)傳輸率為1200bit/s。疊加在模擬信號上的有線HART數(shù)字信號如圖2所示。
圖2中：1200Hz表示為邏輯“1”；2200Hz表示為邏輯“0”。因為FSK信號的平均值為0，不會影響與控制系統(tǒng)間模擬信號的大小，所以保證了與現(xiàn)有模擬系統(tǒng)的兼容性。
有線HART通信協(xié)議雖然僅采用了單對線纜，但包含2個信號傳輸通道：過程的主測量和控制信息由4-20mA傳送(對應(yīng)模擬頻段0-25Hz)；其他測量、過程參數(shù)、設(shè)備組態(tài)、校準(zhǔn)、診斷信息等通過HART通信協(xié)議中的數(shù)字通道傳送(對應(yīng)FSK通信頻段為0.95-2.5kHz)。
有線HART協(xié)議具有以下優(yōu)點。
①雙向通信。
模擬量信號只能單向傳送信息，如從現(xiàn)場設(shè)備傳送到控制室(輸入)，或從控制室傳送到現(xiàn)場設(shè)備(輸出)。HART協(xié)議可以雙向(輸入、輸出)傳送信息。
②多種類型信息。
模擬量信號只能傳送過程變量，而HART設(shè)備可以傳送數(shù)十個標(biāo)準(zhǔn)信息項，如設(shè)備狀態(tài)和診斷報警、過程變量和測量單位、回路電流和百分比范圍、生產(chǎn)商和設(shè)備標(biāo)簽等?？蓚魉偷钠渌畔⑦€包括主機(jī)以數(shù)字方式查詢HART設(shè)備時回復(fù)的設(shè)置是否正確、運(yùn)行是否正常。多種類型的信息有助于在故障導(dǎo)致重大事故前預(yù)測過程故障，以免除大多數(shù)日常維護(hù)工作。
③多變量儀表。
數(shù)字通信模式下，1對電纜可以處理多個變量，如1個多參量差壓變送器可以處理差壓、壓力、溫度這3個傳感器的輸入。其在1個報文中能處理4個過程變量。對于任何1臺現(xiàn)場儀表，HART通信協(xié)議都支持多達(dá)240個過程變量。
④互操作性。
用戶可采購不同供貨商的HART產(chǎn)品。該產(chǎn)品可在同一個系統(tǒng)協(xié)同工作，而不會受制于某個特定的供貨商。
⑤兼容性。
兼容模擬信號、數(shù)字信號傳送。用戶可選擇相應(yīng)I/O設(shè)備，以接收模擬信號、數(shù)字信號或同時接收模擬及數(shù)字信號。
大多數(shù)用戶使用的HART設(shè)備只是將4-20mA模擬信號傳送到上位控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)基本的過程控制。對這些用戶而言，HART通信協(xié)議的優(yōu)勢只是使用手持通信器進(jìn)行HART現(xiàn)場設(shè)備的工程安裝/試車、故障排除和校準(zhǔn)。使用手持通信器進(jìn)行HART現(xiàn)場設(shè)備的故障排除和校準(zhǔn)如圖3所示。
當(dāng)用戶需要了解HART現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)字信息(如設(shè)備狀態(tài)和診斷報警、過程變量和測量單位、回路電流和百分比范圍、生產(chǎn)商和設(shè)備標(biāo)簽等)時，要將數(shù)字信號傳送到上位控制系統(tǒng)或資產(chǎn)管理系統(tǒng)。
HART設(shè)備信息向上位控制系統(tǒng)傳送如圖4所示。
通常采用的HART設(shè)備信息的上位控制系統(tǒng)傳遞方式是通過可編程邏輯控制器(programmable logic controller，PLC)或分布式控制系統(tǒng)(distributed control system，DCS)中具有HART通信協(xié)議功能的I/O卡件(見圖4左側(cè))進(jìn)行傳遞。國外產(chǎn)品包括美國艾默生公司DeltaV的KJ300-X1-BA1輸入模塊、KJ300-X1-BE1輸出模塊，日本橫河公司DCS的AAI14-H輸入模塊、AAI841-H I/O模塊。國內(nèi)產(chǎn)品包括浙江中控公司ECS100的FW351H 8路HART電流信號輸入卡、FW372H 8路HART電流信號輸出卡等。除此之外，另一種方式是選用多路復(fù)用器采集HART設(shè)備的數(shù)字信號并轉(zhuǎn)換成所需信號輸出。如：倍加福HiDMux2700H多路復(fù)用器可以實現(xiàn)32臺設(shè)備的HART信號轉(zhuǎn)換成RS485信號；還有多家國內(nèi)外公司可提供HART/Modbus、HART/Profibus-DP、HART/Ethernet等多種類型的多路(如8路、16路、32路等)復(fù)用器設(shè)備(見圖4右下方)。
到21世紀(jì)20年代，HART通信協(xié)議的4-20mA設(shè)備占全球已安裝儀表的大多數(shù)，是近40年來業(yè)界頗受信任的通信協(xié)議。但遺憾的是，大多數(shù)HART設(shè)備擁有的眾多數(shù)據(jù)未能采用圖4所示方式傳送到控制系統(tǒng)。這導(dǎo)致HART設(shè)備傳送信息中的部分?jǐn)?shù)字未能得到充分利用。目前，這一狀態(tài)正在改變。特別是近年我國很多大型石化項目已經(jīng)開始逐步使用資產(chǎn)管理系統(tǒng)(asset management system，AMS)。這就是要充分利用已有現(xiàn)場設(shè)備的HART通信協(xié)議能力，提供用戶關(guān)注的診斷、報警等智能信息。
3、WirelessHART技術(shù)
2007年9月發(fā)布的HART7增加了無線網(wǎng)絡(luò)作為可替換常規(guī)4-20mA回路的物理層。當(dāng)使用HART7定義的無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時，就是所謂的WirelessHART。WirelessHART是1種針對過程自動化應(yīng)用的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，推出的目的是讓用戶在保持現(xiàn)有設(shè)備、工具和系統(tǒng)一致性的基礎(chǔ)上，為HART通信協(xié)議增加無線功能。2008年9月19日，WirelessHART通信規(guī)范獲得國際電工標(biāo)準(zhǔn)委員會(International Electrotechnical Commission，IEC)的認(rèn)可，成為公共、可用的規(guī)范(IEC/PAS 62591Ed.1)，并于2013年成為中國國家標(biāo)準(zhǔn)。作為開放式的、可互操作的無線通信標(biāo)準(zhǔn)，WirelessHART用于滿足流程行業(yè)對于實時工廠應(yīng)用中可靠、穩(wěn)定和安全的無線通信需求。
WirelessHART是HART的無線版本。WirelessHART無線現(xiàn)場設(shè)備以無線方式將信息傳輸?shù)絎irelessHART網(wǎng)關(guān)后，首先使用HART-IP技術(shù)將來自WirelessHART無線現(xiàn)場設(shè)備中的HART信息組合成IP數(shù)據(jù)包，并在更高帶寬的以太網(wǎng)上向控制系統(tǒng)和AMS傳輸；然后通過應(yīng)用程序?qū)P數(shù)據(jù)包分解，提供WirelessHART無線現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)給應(yīng)用程序使用[5]。這一過程是直接通過IP網(wǎng)絡(luò)訪問HART設(shè)備中所有HART信息，無需經(jīng)過任何過程轉(zhuǎn)換，也不會丟失信息。
WirelessHART系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示。
WirelessHART已被用于管理來自功能復(fù)雜現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)流，例如控制閥的閥門定位器和用于大型機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的振動傳感器?？刂崎y的閥門定位器可提供控制閥進(jìn)行故障診斷與維護(hù)的信息，如行程累積、行程方向改變次數(shù)、報警次數(shù)、死區(qū)自調(diào)整、閥門基線位置(如閥座的磨損)、最高最低溫度下運(yùn)行小時數(shù)、閥門定位時間、執(zhí)行機(jī)構(gòu)泄漏、噪聲參數(shù)等。振動傳感器可提供旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行故障診斷與維護(hù)的信息，如溫度、轉(zhuǎn)速、位移、振動速度、振動加速度、振動總量、頻帶能量、整個頻譜和波形等。上述信息通過HART-IP通信，將原始HART值(包括其原始狀態(tài)和單位代碼)安全地從HART設(shè)備傳輸?shù)娇刂茟?yīng)用程序和其他客戶端。
從HART到WirelessHART，增加的功能不僅有無線通信，還有支持安全、自發(fā)數(shù)據(jù)傳輸、事件通告、塊模式傳輸和高級診斷等。
4、HART-IP技術(shù)
以太網(wǎng)在20世紀(jì)80年代成為消費(fèi)和商業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的主流。以太網(wǎng)基于IP網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的協(xié)議，可通過IP層實現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通。這提高了網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性、分割了頂層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和底層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之間的耦合關(guān)系，有利于頂層網(wǎng)絡(luò)和底層網(wǎng)絡(luò)的獨立發(fā)展。
HART是1種命令/響應(yīng)協(xié)議，即主機(jī)發(fā)出命令、設(shè)備作出響應(yīng)。當(dāng)主機(jī)與眾多設(shè)備通信時，主機(jī)需要知道要向其發(fā)出命令的設(shè)備名稱或地址。這一尋址方案已在HART協(xié)議規(guī)范中被定義。
當(dāng)內(nèi)置HART-IP的WirelessHART網(wǎng)關(guān)向控制系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)時，由HART定義的尋址方案即不再需要，而是使用為每臺無線設(shè)備分配的IP地址。這樣，原來的HART通信協(xié)議仍然存在于HART-IP中，但4-20mA模擬信號已被過程變量和控制指令的高速數(shù)字傳輸所取代。
HART-IP于2007年作為1種用于WirelessHART網(wǎng)關(guān)的高速以太網(wǎng)協(xié)議而被引入，以實現(xiàn)從WirelessHART網(wǎng)關(guān)收集的HART數(shù)據(jù)傳輸。另外的應(yīng)用案例是多路復(fù)用器、集中式遠(yuǎn)程終端單元(remote terminal unit，RTU)、遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)等設(shè)備與上位控制系統(tǒng)之間的工業(yè)以太網(wǎng)通信。這包括霍尼韋爾、摩爾工業(yè)、菲尼克斯電氣、Procomsol、倍加福、施耐德電氣的Triconex集團(tuán)等公司的產(chǎn)品。
HART設(shè)備信息通過HART-IP向上位控制系統(tǒng)傳送如圖6所示。
2012年，HART-IP列入HART規(guī)范，成為設(shè)備直接與I/O服務(wù)器和主機(jī)通信的1種方法。
HART-IP由HART-IP服務(wù)器和HART-IP客戶端組成，在啟用HART的數(shù)據(jù)發(fā)生器(即現(xiàn)場儀表)和HART數(shù)據(jù)用戶之間實現(xiàn)基于IP的連接。HART-IP服務(wù)器嵌入到設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施中，如遠(yuǎn)程HART 4-20mA I/O和WirelessHART網(wǎng)關(guān)等；HART-IP客戶端并入主機(jī)，如PLC、DCS、工廠AMS和邊緣網(wǎng)關(guān)等。
5、HART-IP over Ethernet-APL
以太網(wǎng)從企業(yè)網(wǎng)絡(luò)到工廠網(wǎng)絡(luò)，再到控制/現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)，不斷向生產(chǎn)現(xiàn)場延伸。事實上，以太網(wǎng)已被用作工業(yè)自動化應(yīng)用的介質(zhì)，尤其是在計算機(jī)、控制器和遠(yuǎn)程I/O之間有許多基于以太網(wǎng)的工業(yè)通信協(xié)議。盡管有線以太網(wǎng)不斷發(fā)展并以指數(shù)級速度增長，但它在通信距離、供電、防爆和其他方面仍有許多限制，因此不太適合連接工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備。
用于過程自動化的Ethernet-APL技術(shù)提供了基于單對以太網(wǎng)的增強(qiáng)物理層。它基于IEEE和IEC標(biāo)準(zhǔn)，提供到現(xiàn)場的雙線以太網(wǎng)連接，主要用于將現(xiàn)場設(shè)備(傳感器和執(zhí)行器)連接到控制網(wǎng)絡(luò)。APL電源交換機(jī)往上層可通過工業(yè)以太網(wǎng)連接控制系統(tǒng)或云應(yīng)用，往下層可以連接多臺APL現(xiàn)場交換機(jī)。其相互間連線稱為APL主干線(Trunk)。主干線可選擇環(huán)形冗余連接方式。多臺APL現(xiàn)場設(shè)備可分組通過APL支線(Spur)與多臺APL現(xiàn)場交換機(jī)的端口連接。
Ethernet-APL技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖7所示。
如果系統(tǒng)簡單，APL現(xiàn)場交換機(jī)也可以通過工業(yè)以太網(wǎng)直接連接控制系統(tǒng)或云應(yīng)用。
帶有Ethernet-APL接口的APL現(xiàn)場設(shè)備，可支持Ethernet/IP、HART-IP、過程控制的對象連接與嵌入統(tǒng)一架構(gòu)(object linking and embedding for process control unified architecture，OPC-UA)、Profinet或其他基于以太網(wǎng)的更高級別自動化協(xié)議。其中，運(yùn)行HART-IP協(xié)議的APL現(xiàn)場設(shè)備可稱為HART-IP over Ethernet-APL。它可使工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)扁平化，并使許多更高級別的系統(tǒng)能夠直接訪問現(xiàn)場設(shè)備信息，無需任何復(fù)雜的數(shù)據(jù)傳輸方案就可以實現(xiàn)監(jiān)控和設(shè)備故障診斷。
Ethernet-APL技術(shù)在防爆區(qū)域使用、現(xiàn)場設(shè)備供電、信息高速傳輸、長通信距離等方面都能滿足工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備應(yīng)用的要求。
由于認(rèn)識到Ethernet-APL將對過程自動化現(xiàn)場設(shè)備的未來產(chǎn)生巨大影響，在2020年推出的HART-IP v2擴(kuò)展了安全性和其他更多功能，以便更好地滿足物理層以上的過程自動化需求。這樣，HART-IP能夠在工廠網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場儀表層中部署，用于控制等應(yīng)用。
Ethernet-APL是物理層。當(dāng)與支持IP的HART版本HART-IP相結(jié)合時，Ethernet-APL提供了相同的熟悉度、可靠性和易用性，使HART成為過程自動化中的主要應(yīng)用協(xié)議。
無論是控制器、資產(chǎn)管理應(yīng)用程序還是其他經(jīng)過認(rèn)證的主機(jī)系統(tǒng)，HART-IP允許它們獨立、安全地訪問并集成測量參數(shù)、設(shè)備配置和設(shè)備診斷信息。多個主機(jī)可以同時與現(xiàn)場設(shè)備交互。以往，現(xiàn)場數(shù)據(jù)只能通過控制系統(tǒng)送到管理層或者商業(yè)層，導(dǎo)致控制系統(tǒng)成為信息傳輸?shù)钠款i。而現(xiàn)在，信息不必通過控制系統(tǒng)就可以從設(shè)備層直接到達(dá)管理層或商業(yè)層。
以HART-IP為基礎(chǔ)的Ethernet-APL系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖8所示。
圖8中，APL現(xiàn)場交換機(jī)直接接入上位控制系統(tǒng)。除了新的Ethernet-APL設(shè)備直接連接到APL現(xiàn)場交換機(jī)以外，WirelessHART網(wǎng)關(guān)也可以接入Ethernet-APL現(xiàn)場交換機(jī)并由其供電，且HART設(shè)備通過APL遠(yuǎn)程I/O以HART-IP方式同樣可以接入Ethernet-APL現(xiàn)場交換機(jī)。這樣，原來支持有線HART、HART-IP的現(xiàn)場設(shè)備現(xiàn)在仍然可用，從而可以保護(hù)終端用戶對有線HART、HART-IP相關(guān)技術(shù)和培訓(xùn)的投資。
6、結(jié)論
HART技術(shù)在流程工業(yè)中有著30多年的悠久歷史，但在HART通信基金會(現(xiàn)場總線通信集團(tuán))的引領(lǐng)下，前進(jìn)的步伐一直沒有停息。HART通信基金會不斷為HART集成新技術(shù)，使之與時俱進(jìn)。
HART技術(shù)作為過程現(xiàn)場設(shè)備的事實標(biāo)準(zhǔn)，使現(xiàn)場設(shè)備從4-20mA模擬傳輸方式數(shù)字化，提升了現(xiàn)有4-20mA過程控制系統(tǒng)的現(xiàn)場數(shù)字通信能力。同時，HART技術(shù)可以為WirelessHART無線系統(tǒng)提供全數(shù)字化應(yīng)用。作為封裝在IP數(shù)據(jù)包中的簡單HART-IP，其為多路復(fù)用器等設(shè)備提供了靈活的I/O解決方案，使HART設(shè)備具有與現(xiàn)場總線一樣的減少布線、靈活安裝等優(yōu)點。HART-IP over Ethernet-APL技術(shù)可以采用基于以太網(wǎng)協(xié)議的HART-IP選項。它跨越了信息技術(shù)(information technology，IT)/運(yùn)營技術(shù)(operation technology，OT)鴻溝，可實現(xiàn)過程自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)的高速傳輸和高效可用性。
HART技術(shù)以協(xié)議規(guī)范和一致性測試/認(rèn)證為根基，在全球自動化企業(yè)和終端用戶的努力下，從智能儀表、I/O系統(tǒng)，到AMS、DCS/PLC甚至更上一層的企業(yè)級IT網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建了全球流程工業(yè)領(lǐng)域穩(wěn)固的、滿足互聯(lián)-互通-互操作及先進(jìn)應(yīng)用需求的智能現(xiàn)場通信生態(tài)體系。HART技術(shù)在保護(hù)終端用戶已有投資的基礎(chǔ)上，以優(yōu)質(zhì)的性價比幫助實現(xiàn)工廠過程控制系統(tǒng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
作者：方原柏，王駿
