پروتکل HART از فرکانس تا کاربرد دستگاه هارت

در دنیای مدرن صنعت، ارتباطات دقیق و مطمئن بین تجهیزات ابزار دقیق و سیستم‌های کنترلی از اهمیت بالایی برخوردار است. 

در فرآیندهای صنعتی، اطلاعات مربوط به وضعیت دستگاه‌ها، اندازه‌گیری متغیرهای فرآیندی و ارسال دستورات کنترلی باید به‌طور مداوم و بدون خطا انجام شود. یکی از استانداردهای پرکاربرد در این زمینه پروتکل HART است که به‌عنوان یک روش ارتباطی مطمئن، امکان تعامل بین تجهیزات مختلف را فراهم می‌کند.

اما پروتکل هارت چیست؟ و چه کاربردی در صنعت دارد؟ پاسخ سوالات در این مقاله، با بررسی جزئیات پروتکل HART، نحوه عملکرد آن، مزایا و کاربردهایش در صنعت خواهد بود. روش‌های آموزش دستگاه هارت و نحوه استفاده از Hart Communicator را بررسی کرده و به پرسش‌هایی نظیر Hart مخفف چیست پاسخ خواهیم داد.

در نهایت شما نحوه ارتباط ترانسمیتر فشار با بخش کنترل با توجه  به دستگاه هارت را نیز خواهید دانست.

پروتکل HART چیست؟

پروتکل HART یا Highway Addressable Remote Transducer یک استاندارد ارتباطی صنعتی است که در سیستم‌های ابزار دقیق و کنترل فرآیند برای انتقال داده‌های دیجیتال از طریق سیگنال‌های آنالوگ استفاده می‌شود. 

پروتکل HART در کنار اتصالات ابزار دقیق، وظیفه تضمین کیفیت اندازه گیری‌ها را بر عهده دارد. این پروتکل، امکان ارتباط دوطرفه بین دستگاه‌های هوشمند و سیستم‌های کنترلی را فراهم می‌کند و به کاربران اجازه می‌دهد تا پیکربندی، عیب‌یابی و مانیتورینگ تجهیزات را از راه دور انجام دهند.

HART مخفف چیست؟

HART مخفف Highway Addressable Remote Transducer به معنی ترانسدیوسر راه‌دور با آدرس‌پذیری بالا است. این نامگذاری خلاصه ای از قابلیت های پروتکل HART را بیان می‌کند.

• Highway → به دلیل قابلیت انتقال داده‌ها در یک بستر استاندارد صنعتی

• Addressable → توانایی آدرس‌دهی به چندین دستگاه متصل به یک خط

• Remote → امکان تنظیم و پیکربندی تجهیزات از راه دور

• Transducer → اشاره به سنسورها و ابزارهای اندازه‌گیری صنعتی که با این پروتکل کار می‌کنند

پروتکل HART به‌عنوان یکی از پر کاربردترین پروتکل‌های ارتباطی در صنایع فرآیند محور شناخته می‌شود؛ زیرا امکان برقراری ارتباط دیجیتال بدون نیاز به تغییر زیرساخت‌های آنالوگ سنتی را فراهم می‌کند.

پیش از خرید تجهیزات PLC برای سیستم‌های کنترلی، بررسی سازگاری آن‌ها با پروتکل HART می‌تواند به بهینه‌سازی ارتباط بین دستگاه‌های ابزار دقیق و افزایش دقت فرآیندهای صنعتی کمک کند.

ویژگی های کلیدی پروتکل HART

ویژگی‌ های پروتکل HART باعث شده است که در صنایع مختلف، کاربرد گسترده ای داشته باشد.

۱. ارتباط دوگانه آنالوگ/دیجیتال (Hybrid Communication)

یکی از ویژگی‌های اصلی پروتکل HART این است که هم‌زمان از سیگنال‌های آنالوگ و دیجیتال استفاده می‌کند. در این روش:

• سیگنال آنالوگ 4-20 میلی‌آمپر همچنان برای اندازه‌گیری و کنترل اصلی استفاده می‌شود.

• داده‌های دیجیتال روی همین سیگنال آنالوگ سوار شده و از طریق مدولاسیون فرکانسی (FSK - Frequency Shift Keying) منتقل می‌شوند.

این ویژگی باعث می‌شود که کاربران بدون نیاز به تغییر سیستم‌های قدیمی آنالوگ، بتوانند از مزایای ارتباط دیجیتال مانند تنظیمات پیشرفته، گزارش وضعیت و کالیبراسیون از راه دور بهره‌مند شوند.

۲. قابلیت ارتباط دوطرفه (Bidirectional Communication)

پروتکل HART برخلاف روش‌های قدیمی که فقط اطلاعات را از سنسور به کنترلر منتقل می‌کردند، امکان ارتباط دوطرفه را فراهم می‌کند. این قابلیت به کاربران اجازه می‌دهد تا:

• داده‌های فرآیندی (مانند دما، فشار، سطح، فلو و...) را دریافت کنند.

• دستگاه‌های متصل را از راه دور تنظیم و پیکربندی کنند

• اطلاعات تشخیصی و هشدارها را بررسی کنند

این ارتباط دوطرفه نقش مهمی در بهینه‌سازی عملکرد تجهیزات و کاهش زمان توقف کارخانه‌ها دارد.

۳. تشخیص و پیکربندی از راه دور (Remote Configuration & Diagnostics)

یکی از مهم‌ترین مزایای پروتکل HART، امکان پیکربندی و عیب‌یابی تجهیزات بدون نیاز به حضور فیزیکی است. این قابلیت باعث می‌شود:

• زمان عیب‌یابی و نگهداری کاهش یابد.

• هزینه‌های تعمیر و نگهداری کمتر شود.

• اپراتورها بتوانند بدون توقف فرآیند صنعتی، تنظیمات را اعمال کنند.

با استفاده از دستگاه HART Communicator یا نرم‌افزارهای تخصصی، مهندسان می‌توانند از راه دور به سنسورها و تجهیزات متصل به HART دسترسی داشته باشند و اطلاعات لازم را بدون نیاز به کابل‌کشی اضافه دریافت کنند.

 پروتکل HART و نحوه عملکرد آن

پروتکل HART یک استاندارد هیبریدی (آنالوگ + دیجیتال) است که امکان ارسال داده‌های دیجیتال روی یک سیگنال آنالوگ ۴-۲۰ میلی‌آمپر را فراهم می‌کند. این ارتباط از تکنیک مدولاسیون فرکانسی (FSK – Frequency Shift Keying) برای انتقال داده‌های دیجیتال بدون ایجاد تداخل در سیگنال اصلی استفاده می‌کند.

نحوه عملکرد پروتکل HART در بستر سیگنال‌های آنالوگ

در سیستم‌های ابزار دقیق، سیگنال استاندارد 4 تا 20 میلی‌آمپر برای اندازه‌گیری مقادیر فرآیندی مانند دما، فشار و سطح مایعات به کار می‌رود. پروتکل HART این سیگنال آنالوگ را دست‌نخورده نگه می‌دارد و به‌طور هم‌زمان داده‌های دیجیتال را روی همان مسیر فیزیکی انتقال می‌دهد.

 این روش به کاربران اجازه می‌دهد که:

• مقدار فرآیند را همچنان از طریق سیگنال ۴-۲۰ میلی‌آمپر دریافت کنند.

• اطلاعات دیجیتال مربوط به پیکربندی، عیب‌یابی و تنظیمات سنسور را نیز به‌صورت هم‌زمان دریافت کنند.

با این تکنیک، HART سازگاری بالایی با سیستم‌های قدیمی آنالوگ دارد و بدون نیاز به تغییر سخت‌افزاری می‌توان از مزایای ارتباط دیجیتال نیز بهره برد.

 تکنیک FSK برای انتقال داده‌ها

پروتکل HART از روش مدولاسیون کلیدزنی فرکانس (FSK - Frequency Shift Keying) برای ارسال داده‌های دیجیتال استفاده می‌کند. در این تکنیک، دو فرکانس مختلف برای نمایش سیگنال‌های باینری 0 و 1 به کار می‌رود:

• ۱۲۰۰ هرتز (Hz) → معادل بیت "1"

• ۲۲۰۰ هرتز (Hz) → معادل بیت "0"

این دو فرکانس مستقیماً روی سیگنال ۴-۲۰ میلی‌آمپر سوار می‌شوند و از آنجایی که میانگین آن‌ها صفر است، تداخلی با سیگنال اصلی ایجاد نمی‌کنند. 

به همین دلیل، جریان اصلی ۴-۲۰ میلی‌آمپر تغییری نکرده و همچنان برای اندازه‌گیری و کنترل فرآیند مورد استفاده قرار می‌گیرد.

محدوده فرکانسی پروتکل HART 

محدوده فرکانسی HART به گونه‌ای انتخاب شده که باعث عدم اختلال در سیگنال آنالوگ و حفظ دقت اندازه‌گیری در فرآیندهای صنعتی شود. 

ویژگی‌های کلیدی انتخاب این محدوده فرکانسی برای پروتکل هارت عبارتند از:

جلوگیری از تأثیر روی سیگنال اصلی

 از آنجا که فرکانس‌های ۱۲۰۰ و ۲۲۰۰ هرتز بسیار بالاتر از محدوده کاری سیگنال ۴-۲۰ میلی‌آمپر هستند؛ تداخلی در اندازه‌گیری ایجاد نمی‌کنند.

 انتقال قابل‌ اعتماد داده‌های دیجیتال

این تکنیک امکان ارسال داده‌های دیجیتال بدون کاهش دقت سیگنال آنالوگ را فراهم می‌کند.

 سازگاری با کابل‌کشی قدیمی

 از آنجایی که HART از همان سیم‌کشی استاندارد ۴-۲۰ میلی‌آمپر استفاده می‌کند، نیازی به تغییر سخت‌افزار یا نصب کابل‌های جدید نیست.

نرخ داده ثابت 

پروتکل HART با سرعت ۱۲۰۰ بیت بر ثانیه (bps) داده‌ها را انتقال می‌دهد که برای کاربردهای صنعتی، مانند ارسال داده‌های فرآیندی، عیب‌یابی و پیکربندی از راه دور، کاملاً مناسب است.

پیکربندی اصلی شبکه در پروتکل HART

پروتکل HART دو نوع پیکربندی اصلی برای شبکه دارد که تعیین‌کننده نحوه اتصال دستگاه‌ها و ارتباط آن‌ها با سیستم‌های کنترلی است. این پیکربندی‌ها شامل مدل نقطه‌به‌نقطه (Point-to-Point) و مدل چندنقطه‌ای (Multidrop) هستند که هر یک کاربردها و ویژگی‌های خاص خود را دارند.

۱. پیکربندی نقطه‌به‌نقطه (Point-to-Point Mode)

در این پیکربندی، یک دستگاه فیلد مانند سنسور یا ترانسمیتر به‌صورت مستقیم به یک کنترلر یا سیستم مانیتورینگ متصل می‌شود.

 در این روش، سیگنال ۴-۲۰ میلی‌آمپر همچنان به‌عنوان سیگنال اصلی فرآیند باقی می‌ماند و داده‌های دیجیتال به‌صورت هم‌زمان روی همین سیگنال از طریق پروتکل HART ارسال می‌شوند.

از ویژگی‌های مهم این روش می‌توان به سازگاری با سیستم‌های آنالوگ قدیمی، امکان ارسال داده‌های فرآیندی همراه با اطلاعات پیکربندی و تشخیصی، و سادگی در اجرا اشاره کرد.

 این پیکربندی معمولاً در کاربردهایی که نیاز به ارتباط ساده و مستقیم بین یک سنسور و کنترل‌کننده دارند، مانند سیستم‌های پایش فشار، دما یا سطح مایعات، به کار می‌رود.

۲. پیکربندی چند‌نقطه‌ای (Multidrop Mode)

در این روش، چندین دستگاه فیلد (مانند چندین سنسور و ترانسمیتر) روی یک خط ارتباطی مشترک به یک کنترلر یا سیستم مانیتورینگ متصل می‌شوند.

برخلاف روش نقطه‌به‌نقطه که سیگنال ۴-۲۰ میلی‌آمپر به‌طور متغیر مقدار فرآیند را نشان می‌دهد؛ در این روش جریان ۴ میلی‌آمپر ثابت می‌ماند و فقط برای تغذیه دستگاه‌ها استفاده می‌شود. 

تمام ارتباطات میان دستگاه‌ها و کنترل‌کننده به‌صورت دیجیتال از طریق HART انجام می‌شود.

هر دستگاه در این پیکربندی دارای یک آدرس منحصربه‌فرد است که سیستم کنترلی از طریق آن می‌تواند با دستگاه خاصی ارتباط برقرار کند.

 این روش برای سیستم‌های بزرگ صنعتی مانند DCS (سیستم‌های کنترل توزیع‌شده) و SCADA (کنترل و نظارت از راه دور) مناسب است زیرا امکان کاهش هزینه‌های سیم‌کشی و مدیریت چندین دستگاه از یک نقطه مرکزی را فراهم می‌کند.

در جدول زیر پیکربندی های HART را مقایسه کرده ایم.

 

مقایسه دو حالت ارتباطی HART

پروتکل HART دو نوع حالت ارتباطی را ارائه می‌دهد که نحوه ارسال و دریافت داده‌ها را در سیستم‌های کنترل صنعتی مشخص می‌کند. این دو حالت شامل حالت Master/Slave و حالت ارتباط پشت سر هم (Burst Mode) هستند که هر یک ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند.

۱. حالت Master/Slave

حالت Master/Slave رایج‌ترین روش ارتباطی در پروتکل HART است و در بیشتر سیستم‌های کنترل فرآیند استفاده می‌شود. 

در این روش، یک دستگاه اصلی (Master) وظیفه ارسال درخواست‌ها را بر عهده دارد و دستگاه فرعی (Slave) تنها در پاسخ به این درخواست‌ها داده ارسال می‌کند. این روش به دو شکل تک مستر (Single Master Mode) و دو مستر (Dual Master Mode) قابل اجراست. 

در حالت تک Master، تنها یک سیستم کنترلی مانند PLC یا DCS با دستگاه Slave در ارتباط است. در حالی که در حالت دو Master، دو دستگاه کنترلی مانند یک PLC و یک HART Communicator می‌توانند هم‌زمان به دستگاه Slave متصل باشند اما برای جلوگیری از تداخل، باید درخواست‌هایشان را زمان‌بندی کنند.

از مهم‌ترین ویژگی‌های این روش می‌توان به کنترل‌شده بودن ارتباط، دقت بالا در دریافت داده‌ها و کاهش ارسال اطلاعات نامربوط اشاره کرد. به دلیل اینکه هر پاسخ باید منتظر درخواست از Master باشد؛ سرعت این روش نسبت به حالت Burst Mode کمتر است. 

این روش معمولاً در سیستم‌هایی که نیاز به دریافت داده‌های فرآیندی در فواصل مشخص و با دقت بالا دارند؛ مانند کنترل فشار، دما و سطح مایعات در سیستم‌های DCS و PLC، به کار می‌رود.

۲. حالت ارتباط پشت سر هم (Burst Mode)

در این روش، دستگاه Slave بدون نیاز به درخواست از Master، به‌صورت مداوم داده‌ها را ارسال می‌کند.

 در نتیجه، داده‌ها سریع‌تر در اختیار سیستم کنترلی قرار می‌گیرند و تأخیر در ارسال اطلاعات کاهش می‌یابد. این ویژگی باعث شده که حالت Burst Mode برای سیستم‌هایی که نیاز به نظارت بلادرنگ دارند، گزینه‌ای ایده‌آل باشد. 

یکی از مهم‌ترین مزایای این روش، افزایش سرعت ارسال داده‌ها است زیرا دیگر نیازی نیست دستگاه Slave منتظر درخواست Master بماند. همچنین، این روش تأخیر در دریافت اطلاعات را کاهش داده و باعث می‌شود؛ سیستم‌های کنترل بتوانند به تغییرات فرآیندی در لحظه واکنش نشان دهند. این قابلیت در فرآیندهایی که نیاز به پایش لحظه‌ای فشار، دما یا جریان در صنایع حساس مانند پالایشگاه‌ها و نیروگاه‌ها دارند، بسیار کاربردی است.

البته، یکی از چالش‌های این روش، افزایش احتمال تداخل در شبکه است. از آنجایی که داده‌ها به‌طور مداوم ارسال می‌شوند؛ اگر چندین دستگاه HART در یک شبکه به‌صورت هم‌زمان در حالت Burst Mode باشند؛ ممکن است داده‌های ارسال‌شده دچار اختلال شوند.

در جدول زیر دو حالت ارتباطی پروتکل Hart را بررسی کرده ایم.

 

 

دستگاه HART چیست 

برای استفاده از پروتکل HART، از دستگاه HART Communicator استفاده می‌شود که امکان پیکربندی، کالیبراسیون، عیب‌یابی و نظارت بر تجهیزات متصل به HART را فراهم می‌کند.

HART Communicator یک دستگاه دستی یا نرم‌افزار مبتنی بر رایانه است که برای برقراری ارتباط با تجهیزات ابزار دقیق مجهز به پروتکل HART به کار می‌رود. این دستگاه به کاربران اجازه می‌دهد که تنظیمات تجهیزات را تغییر دهند، مقادیر اندازه‌گیری‌شده را مشاهده کنند و وضعیت عملکرد دستگاه را بررسی نمایند.

این دستگاه معمولاً از طریق یک جفت سیم که برای سیگنال ۴-۲۰ میلی‌آمپر استفاده می‌شود، به سنسورها و ترانسمیترهای HART متصل شده و اطلاعات دیجیتال را ارسال و دریافت می‌کند. برخی از نسخه‌های پیشرفته‌تر HART Communicator دارای صفحه نمایش لمسی، امکان اتصال بی‌سیم و قابلیت‌های ذخیره‌سازی داده‌ها هستند.

نحوه عملکرد هارت کامونیکیتور (HART Communicator)

هارت کامونیکیتور به عنوان واسط کاربری بین تکنسین‌ها و دستگاه‌های فیلد عمل می‌کند. این دستگاه امکان خواندن، تغییر و بررسی پارامترهای دستگاه‌های متصل به شبکه HART را فراهم می‌آورد.

 از قابلیت‌های کلیدی آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• پیکربندی تجهیزات ابزار دقیق: امکان تغییر تنظیمات ترانسمیترهای فشار، دما، فلو، سطح و آنالایزرهای صنعتی

•  کالیبراسیون دستگاه‌های اندازه‌گیری: تنظیم نقاط مرجع و اصلاح داده‌های خروجی سنسورها برای افزایش دقت اندازه‌گیری

•  عیب‌یابی و بررسی عملکرد سنسورها: مشاهده هشدارها، پیام‌های خطا و پارامترهای عملیاتی دستگاه‌های متصل

• ارتباط با سیستم‌های کنترلی (DCS/PLC): ارسال و دریافت داده‌ها برای هماهنگی با کنترلرهای صنعتی.

•  ذخیره‌سازی داده‌ها و گزارش‌گیری: برخی از دستگاه‌های جدید قابلیت ذخیره و انتقال داده‌ها به رایانه یا سیستم‌های مدیریت نگهداری صنعتی (CMMS) را دارند.

کاربرد دستگاه HART در کالیبراسیون و تنظیمات تجهیزات ابزار دقیق

یکی از مهم‌ترین کاربردهای دستگاه HART در کالیبراسیون و تنظیمات دقیق سنسورها و ترانسمیترهای صنعتی است. کالیبراسیون فرآیندی است که در آن مقدار خروجی یک دستگاه اندازه‌گیری با یک مقدار مرجع مقایسه شده و در صورت نیاز تنظیم می‌شود.  این کار برای اطمینان از دقت داده‌های خروجی و عملکرد صحیح تجهیزات ابزار دقیق ضروری است.

یکی از کاربردهای مهم دستگاه هارت در کالیبراسیون ترانسمیترهای فشار، دما و فلو است. این دستگاه با بررسی و تنظیم داده‌های اندازه‌گیری‌شده توسط سنسورها، به افزایش دقت خروجی و جلوگیری از بروز خطاهای اندازه‌گیری کمک می‌کند. علاوه بر این، HART برای کالیبراسیون و تنظیم عملکرد ولوها و عملگرهای کنترلی نیز استفاده می‌شود. 

در این فرآیند، وضعیت باز و بسته بودن شیرهای صنعتی بررسی شده و میزان پاسخگویی آن‌ها بر اساس نیاز سیستم تنظیم می‌شود تا عملکرد بهینه‌ای در فرآیندهای صنعتی داشته باشند.

 این دستگاه می‌تواند درستی سیگنال آنالوگ خروجی را بررسی کند و اطمینان حاصل کند که داده‌های دیجیتال ارسال‌شده از طریق HART بدون هیچ‌گونه اختلال و با دقت کافی منتقل می‌شوند. 

این ویژگی در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی بسیار مهم است زیرا کوچک‌ترین خطای اندازه‌گیری می‌تواند منجر به عملکرد نادرست فرآیندها و ایجاد مشکلات جدی در تولید و کنترل فرآیندهای صنعتی شود.

به طور کلی، استفاده از دستگاه هارت در کالیبراسیون تجهیزات ابزار دقیق، نه‌تنها دقت داده‌های فرآیندی را افزایش می‌دهد، بلکه باعث بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌های کنترلی و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری نیز می‌شود.

روش‌های ارتباط با سنسورها و ترانسمیترها از طریق HART

برای برقراری ارتباط بین دستگاه HART Communicator و تجهیزات فیلد، روش‌های مختلفی وجود دارد که بسته به نوع دستگاه و نیاز سیستم مورد استفاده قرار می‌گیرند.

۱. ارتباط مستقیم از طریق سیم‌کشی ۴-۲۰ میلی‌آمپر

این روش رایج‌ترین روش ارتباطی است که در آن دستگاه HART Communicator مستقیماً به سیم‌های سیگنال ۴-۲۰ میلی‌آمپر متصل می‌شود. در این روش، داده‌های دیجیتال بدون اختلال در سیگنال اصلی فرآیند از طریق تکنیک FSK ارسال و دریافت می‌شوند.

۲. ارتباط از طریق سیستم کنترل توزیع‌شده (DCS) یا PLC

در این روش، دستگاه HART Communicator از طریق شبکه کنترلی (DCS یا PLC) به تجهیزات متصل شده و از راه دور داده‌های مربوط به سنسورها و ترانسمیترها را دریافت می‌کند. این روش برای پایش و تنظیمات گروهی تجهیزات در صنایع بزرگ مانند پالایشگاه‌ها و نیروگاه‌ها کاربرد دارد.

۳. ارتباط بی‌سیم از طریق WirelessHART

نسخه پیشرفته‌ای از HART به نام WirelessHART امکان ارتباط بی‌سیم بین تجهیزات ابزار دقیق و سیستم کنترلی را فراهم می‌کند. در این روش، داده‌های دیجیتال بدون نیاز به کابل‌کشی فیزیکی ارسال می‌شوند که باعث کاهش هزینه‌ها و افزایش انعطاف‌پذیری در نصب و نگهداری تجهیزات می‌شود.

سه مثال از کاربردهای پروتکل HART

یکی از کاربردهای کلیدی HART در مدیریت و نگهداری تجهیزات هوشمند است. 

این پروتکل اجازه می‌دهد که سنسورها و ترانسمیترها از راه دور کالیبره، تنظیم و عیب‌یابی شوند. به این ترتیب، زمان توقف تجهیزات کاهش می‌یابد و هزینه‌های تعمیر و نگهداری به حداقل می‌رسد.

 در ادامه سه مثال از کاربردهای پروتکل هارت را باهم مرور می‌کنیم.

کاربرد پروتکل HART در انتقال داده فلومتر

در سیستم‌های صنعتی که از پروتکل HART استفاده می‌کنند؛ تجهیزات اندازه‌گیری مانند فلومترها می‌توانند داده‌های مربوط به جریان سیال را بدون نیاز به کابل‌کشی اضافی، مستقیماً به سیستم‌های مرکزی ارسال کنند.

این پروتکل امکان ارتباط دیجیتال روی همان خطوط ارتباطی سیگنال ۴-۲۰ میلی‌آمپر را فراهم می‌کند. با ارسال گزارش‌های دقیق از عملکرد فلومترها، به کاربران اجازه می‌دهد تا وضعیت آن‌ها را از راه دور پایش کنند و در صورت نیاز، تنظیمات لازم را انجام دهند.

کاربرد پروتکل HART در دتکتورهای گاز و ایمنی صنعتی

در صنایعی که با مواد شیمیایی و گازهای خطرناک سروکار دارند؛ دتکتورهای گاز نقش بسیار مهمی در حفظ ایمنی محیط کار دارند. با استفاده از پروتکل HART، این دتکتورها قادرند داده‌های مربوط به غلظت گازها را به‌صورت دقیق به سیستم‌های نظارتی ارسال کنند.

علاوه بر انتقال داده‌های دیجیتال در مورد غلظت گازها، پروتکل HART قابلیت عیب‌یابی و کالیبراسیون خودکار دتکتورهای گاز را نیز فراهم می‌کند. این ویژگی به افزایش ایمنی محیط کار، بهینه‌سازی سیستم‌های نظارتی و کاهش خطرات ناشی از نشت گازهای خطرناک کمک می‌کند. 

کاربرد پروتکل HART در ترانسمیترهای فشار

پروتکل HART امکان انتقال دقیق اطلاعات مربوط به ترانسمیترهای فشار را بدون نیاز به کابل‌کشی اضافی فراهم می‌کند. این پروتکل به کاربران اجازه می‌دهد که وضعیت ترانسمیترهای فشار را از راه دور پایش کنند و در صورت نیاز، تنظیمات لازم را انجام دهند.

استفاده از HART در ترانسمیترهای فشار باعث می‌شود که داده‌های اندازه‌گیری‌شده با دقت بالا به سیستم‌های DCS و PLC ارسال شوند و در صورت مشاهده تغییرات غیرعادی، اقدامات کنترلی لازم انجام گیرد.

نتیجه گیری

پروتکل هارت  یا Highway Addressable Remote Transducer  یکی از پرکاربردترین پروتکل‌های صنعتی برای ارتباط با تجهیزات ابزار دقیق است. این پروتکل ترکیبی از سیگنال‌های آنالوگ و دیجیتال را به کار می‌برد و امکان ارتباط دوطرفه بین تجهیزات هوشمند و سیستم‌های کنترلی را فراهم می‌کند.

ویژگی کلیدی HART استفاده از مدولاسیون فرکانسی بر روی سیگنال 4-20 میلی‌آمپر است که امکان ارسال همزمان سیگنال آنالوگ و داده‌های دیجیتال مربوط به وضعیت و تنظیمات دستگاه را فراهم می‌کند.

برای پیکربندی و عیب‌یابی تجهیزات HART، از ابزاری به نام Hart Communicator استفاده می‌شود که به مهندسان و تکنسین‌های ابزار دقیق اجازه تنظیم، مانیتورینگ و رفع مشکلات تجهیزات را می‌دهد.

مزایای پروتکل HART شامل سازگاری با تجهیزات قدیمی و جدید، سادگی اجرا، و امکان ترکیب با فناوری‌های بی‌سیم و دیجیتال است. این ویژگی‌ها باعث شده که HART همچنان در صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، نیروگاه‌ها و صنایع تولیدی مورد استفاده قرار گیرد.

آمازون ابزار با تامین انواع تجهیزات ابزار دقیق و اتوماسیون صنعتی، دست شما را در انتخاب محصولات مورد نظر باز می‌گذارد. اصالت کالا رمز اعتماد سازی و شفافیت با واحدهای صنعتی است. برای خرید و مشاوره ابزار دقیق، با آمازون ابزار در ارتباط باشید.

سوالات پر تکرار

1. پروتکل HART چیست و چه کاربردی دارد؟

پروتکل HART (مخفف Highway Addressable Remote Transducer) یک پروتکل ارتباطی صنعتی است که امکان تبادل داده بین تجهیزات ابزار دقیق و سیستم‌های کنترلی را فراهم می‌کند. کاربرد اصلی آن در تنظیم، نظارت و عیب‌یابی دستگاه‌های صنعتی مانند ترانسمیترها و شیرهای کنترلی است.

2. چگونه می‌توان یک دستگاه مجهز به HART را پیکربندی و تنظیم کرد؟

برای تنظیم و پیکربندی تجهیزات HART، معمولاً از یک دستگاه مخصوص به نام Hart Communicator یا نرم‌افزارهای مبتنی بر PC استفاده می‌شود. این ابزارها به کاربر اجازه می‌دهند که پارامترهای دستگاه را تغییر داده، داده‌های فرآیندی را مشاهده کرده و عملیات عیب‌یابی را انجام دهند. 

3. فرکانس سیگنال دیجیتال در پروتکل HART چقدر است؟

پروتکل HART از روش FSK (Frequency Shift Keying) برای انتقال داده‌های دیجیتال استفاده می‌کند. دو فرکانس اصلی مورد استفاده در این روش 1200 هرتز (برای بیت 1) و 2200 هرتز (برای بیت 0) هستند که بر روی سیگنال 4-20 میلی‌آمپر سوار می‌شوند.

4. آیا پروتکل HART فقط برای ارتباط سیمی استفاده می‌شود؟

خیر، علاوه بر HART سیمی که روی کابل‌های استاندارد ابزار دقیق پیاده‌سازی می‌شود، نوعی از این پروتکل به نام WirelessHART نیز وجود دارد. WirelessHART امکان ارتباط بی‌سیم بین تجهیزات صنعتی را فراهم کرده و نیاز به کابل‌کشی را کاهش می‌دهد.