这玩意儿不赖！——聊聊HART协议（4）

WirelessHART技术

2007年9月发布了HART 7版本，增加了无线网络作为可替换常规4~20mA回路的物理层。当使用HART 7定义的无线网络进行数据传输时，就是所谓的WirelessHART。WirelessHART是一种针对过程自动化应用的无线网状网络通信协议，推出的目的是让用户在保持现有设备、工具和系统一致性的基础上，为HART协议增加无线功能。2008年9月19日，WirelessHART通信规范获得国际电工标准委员会IEC的认可，成为一种公共、可用的规范（IEC/PAS 62591Ed.1），并于2013年成为中国国家标准。作为开放式的可互操作无线通信标准，WirelessHART用于满足流程行业对于实时工厂应用中可靠、稳定和安全的无线通信需求。

WirelessHART就是HART的无线版本。WirelessHART无线现场设备以无线方式将信息传送到WirelessHART网关后，来自WirelessHART无线现场设备中的HART信息组合成IP数据包，并在更高带宽的以太网上向控制系统和资产管理系统传输，后通过应用程序将IP数据包分解，使WirelessHART无线现场设备的数据由应用程序使用。这样以HART“应用层”协议方式将数据传输到工厂基于以太网的控制和信息基础设施上，实现了数字化转型。

WirelessHART系统结构如图8所示。这一过程是直接通过IP网络访问HART设备中所有HART信息，无需经过任何过程转换，也不会丢失信息。 

图8  WirelessHART系统结构图

作为对已有系统的完善和增强，WirelessHART已经被用于管理来自功能复杂现场设备的数据流，例如控制阀的阀门定位器和用于大型机械设备状态监测的振动传感器。控制阀的阀门定位器可提供控制阀进行故障诊断和与维护的信息，如行程累积、行程方向改变次数、报警次数、死区自调整、阀门基线位置（如阀座的磨损）、最高最低温度下运行小时数、阀门定位时间、执行机构泄漏、噪声参数等。振动传感器可提供旋转机械设备进行故障诊断与维护的信息，如温度、转速、位移、振动速度、振动加速度、振动总量、频带能量、整个频谱和波形等。这一类复杂现场设备的信息量远大于普通的现场设备，如常规的压力变送器，如借助HART则力不从心。但对于WirelessHART系统来说，满足这类复杂现场设备的信息通过IP数据包通信传送不存在障碍，可以安全地将它们的信息完整地传输到控制应用程序、资产管理系统和其他客户端。

从有线HART到WirelessHART，增加的功能不仅有无线，还有支持安全、自发数据传输、事件通告、块模式传输和高级诊断等新的功能，所以无论是从传送数据的内容、丰富程度，还是传送速度，WirelessHART是远远胜于有线HART的。

由于流程行业无线通信协议有三个国际标准，除了WirelessHART外，还有ISA100.11a、WIA-PA，这三个协议都有一类产品称之为HART适配器，如WirelessHART的THUM适配器、ISA100.11a的OWA100适配器、WIA-PA适配器等，都可以将有线HART设备转换成相应流程行业无线通信协议国际标准的产品。

方原柏

2024年05月