HART协议

HART over PROFINET

在PI (PROFIBUS & PROFINET International)组织里，当介绍用于过程自动化的PROFINET资料中，也提到“HART over PROFINET”，即通过代理（Proxy）技术实现HART现场设备段通过“代理”连接到PROFINET，如同PROFIBUS-PA、PROFIBUS-DP、FF H1总线设备一样，将各种解决方案集成到PROFINET上（见图14）。 

图14  将HART、多种现场总线技术集成到PROFINET上

结束语

HART-IP over Ethernet-APL

随着以太网在广泛领域中不断取得成功，从企业网络到工厂网络，再到控制网络，最后到现场网络，以太网不断向生产现场延伸。事实上，它以往被用作工业自动化应用的介质，尤其是在计算机、控制器和远程I/O之间有许多基于以太网的工业通信协议。尽管有线以太网不断发展并以指数级速度增长，然而它在通信距离、供电、防爆和其他方面仍有许多限制，因此在向现场网络延伸时，还不适合连接工业现场设备，如果不加以修改，它不能满足过程自动化的要求。

过程工业已经有广泛使用的4~20 mA通信，它还可以与HART协议进行数字通信，以及纯数字现场总线基金会现场总线和Profibus-PA，但这还不够，还需要考虑一种新的通信形式。

HART-IP

以太网是在20世纪80年代成为消费和商业网络应用的主流，是基于IP网络运行的协议，它可通过IP层实现异构网络的互联互通，提高了网络的可扩展性，断开了顶层网络应用和底层网络技术之间的耦合关系，有利于顶层网络和底层网络的独立发展。

HART-IP结合了HART 7的所有功能，还增加了使用TCP/IP协议栈在以太网网络上传输数据的能力。HART-IP将简单的HART封装在IP数据包中，使之可以在以太网、Wi-Fi或其他网络介质上运行，它不会牺牲现有网络提供的详细设备设置或诊断信息。而除了提供对设备进程变量的访问之外，HART-IP还支持设备配置和高级诊断。

HART是一种命令/响应协议，即主机发出命令、设备作出响应。当主机与众多设备通信时，主机需要知道要向其发出命令的设备名称或地址，这一寻址方案在HART协议规范中已定义。

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。

有线HART技术

有线HART技术又称4～20rnA+HART技术，通常是指两线4~20mA测控回路采用FSK载波数字通信的技术。

有线HART虽然仅采用了单对线缆，但包含两个信号传输通道：过程的主测量和控制信息由HART协议中的4~20mA模拟通道传送；其他更多的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息等通过HART协议中的数字通道传送。

由于大多数用户使用的HART设备只是将4~20mA模拟信号传送到上位控制系统实现基本的过程控制，带数字通道的HART协议对他们的好处只剩下使用手持通信器进行HART现场设备的工程安装/试车、故障排除和校准。由于手持通信器可以在4~20mA回路中的任何一点接入，比如在环境良好、可保证人身安全的控制室内接入，而不一定非去现场，这一点很受现场维护人员欢迎。使用手持通信器进行HART现场设备的故障排除和校准如图5所示。 

HART协议的不断创新

大多数自动化技术推出后可能会红火一阵，但另一项新技术问世后，立马就偃旗息鼓不见动静了。我原来以为HART也会是这样的，因为它只是个变送器的多个数字通信之一，虽然被拉进所谓的“现场总线”，但又加了个“雏形”，只是有那么点“现场总线”的意思，但又不是真正的“现场总线”。

二十年过去了，无线通信技术问世，也开始争夺“现场总线”的市场，令人意想不到的是，2007年第一份流程行业无线通信技术的国际标准竟然令名为WirelessHART，与HART又挂上勾了，当时称WirelessHART是HART的无线版本。在无线初推出的头几年，只知道HART的版本号由HART 5升到HART 7了。到了2012年以后，我们才知道有个HART-IP，当WirelessHART无线现场设备以无线方式将信息传送到WirelessHART网关后，使用了一种技术将来自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，再通过应用程序将IP数据包分解，使WirelessHART无线现场设备的数据由应用程序使用。后来才知道，使用的这种技术叫做HART-IP。

聊天的话头

以前只知道有个HART协议，说是由罗斯蒙特公司搞的，叫做什么可寻址远程传感器高速通道(Highway Addressable Remote Transducer)，缩写为HART，提出的时间在文献中查到的有1980年的说法，但较多的说法是1985年。