HART (Highway Automated Remote Transducer) là giao thức truyền thông sử dụng modul Bell 202 Frequency Shift Keying (FSK) để áp đặt tín hiệu truyền thông kỹ thuật số ở mức thấp lên trên tín hiệu 4-20mA.
Giao thức HART là gì?
Để thiết bị đo lường hoạt động đúng, yêu cầu cả 2 nguồn tương tự (analog) / khả năng đo và truyền thông số phải chính xác. Trước đây , hoạt động này cần đến 2 công cụ riêng biệt, một bộ hiệu chỉnh và một bộ giao tiếp.hiện nay, với các khả năng sẳn có của 1 bộ hiệu chuẩn quá trình HART duy nhất có thể giúp các kỹ thuật viên xử lý nhanh và hiệu quả công việc với thiết bị đo HART.
Giao thức HART sử dụng trong các thiết bị trường thông minh được thiết kế cho các ứng dụng mà ở đó dữ liệu quá trình được thu thập từ các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành nhờ kĩ thuật truyền thông số . Các thiết bị này sẽ được kết nối trực tiếp với các bộ PLC và các máy tính.
Giới thiệu về giao thức HART
Công nghệ HART là một giao thức Chủ(master) / tớ(slave) điều đó có nghĩa là một thiết bị thông minh (slave) chỉ có thể giao tiếp với một master khi master yêu cầu. Truyền thông HART có thể được sử dụng trong các chế độ khác nhau như điểm – tới – điểm hoặc đa điểm . Truyền thông HART giữa hai thiết bị mà được hỗ trợ giao thức HART thường là một thiết bị thông minh và một bộ điều khiển hoặc hệ thống giám sát.
Các thiết bị này sẽ được kết nối trực tiếp với các bộ PLC và các máy tính. Giao thức HART (thiết bị chuyển đổi từ xa theo địa chỉ) là một kiểu bus trường thông minh điển hình. Nó có thể hoạt động theo kiểu số lai 4-20mA. Các thiết bị trường thông minh thường đảm nhiệm các chức năng:
– Điều khiển việc chỉnh định range/zero/span
– Chẩn đoán các hàm chức năng
– Lưu giữ các thông tin về cài đặt cấu hình và các thông tin về trạng thái. Truy cập vào các chức năng này cho phép thu ở tốc độ lớn và hiệu quả của các quá trình cài đặt và bảo trì.
Giao thức truyền thông HART cung cấp tới hai Master (sơ cấp và thứ cấp). Điều này cho phép Master thứ cấp như thiết bị cầm tay được sử dụng mà không can thiệp tới thông tin liên lạc đến / đi của Master sơ cấp(hệ thống điều khiển / giám sát)
Giao thức truyền thông HART cho phép tất cả các thông tin liên lạc kỹ thuật số với các thiết bị hiện trường như các cấu hình điểm-điểm hoặc mạng multidrop .
Làm thế nào để hiệu chỉnh các thiết bị đo HART
Việc hiệu chuẩn 1 bộ chuyển đổi tương tự là khá đơn giản. Sau khi kiểm định AS-FOUND test, việc điều chỉnh ZERO và SPAN có thể được sử dụng để thiết lập mối quan hệ chính xác giữa tín hiệu đầu vào và tính hiệu đầu ra 4-20mA. Kết thúc quá trình hiệu chuẩn bằng kiểm định lại AS-LEFT test.
Hiệu chỉnh thiết bị đo HART thì phức tạp hơn nó chia làm 3 giai đoạn :
Giai đoạn 1 :
Giai đoạn cảm biến đầu vào đặt mối quan hệ giữa cảm biến đầu vào và biến PV hay biến quá trình, PV được tính bằng các đơn vị vật lý như psi, °C…. giai đoạn cảm biến đầu vào này là điều chỉnh bằng cách tinh chỉnh số dùng để tinh chỉnh cảm biến ( sensor trim)
Giai đoạn 2 :
Là giai đoạn tính toán, thiết lập mối quan hệ giữa PV( biến quá trình) và PVAO (biến quá trình đầu ra tương tự). Dải đo được thu nhỏ bằng cách gán các giới hạn trên của dải ( URV) và giới hạn dưới của dải ( LRV). PVAO là giá trị số của tín hiệu đầu ra 4-20mA.
Giai đoạn 3 :
Ở giai đoạn này đầu ra của thiết bị đo, là thiết lập số với tinh chỉnh đầu ra( Output Trim). Thực hiện tinh chỉnh này và nhập URV ,LVR thường được thực hiện bằng thiết bị cấu hình HART hay thiết bị giao tiếp HART. Mọt bộ định chuẩn riêng biệt đòi hỏi cung cấp nguồn tương tự và chức năng đo có tính chính xác cao.