现场总线技术及其应用研究论文(12)

远程传感高速通道的开放通信协议，其特点是现有模拟信号传输线上实现数字通信，属于模

拟系统向数字系统转变过程中工业过程控制的过渡性产品，因而在当前的过渡时期具有较强

的市场竞争能力，得到了较好的发展。

HART通信模型由3层组成:物理层、数据链路层和应用层。物理层采用

FSK(FrequencyShiftKeying)技术在4～20mA模拟信号上迭加一个频率信号，频率信号采用

Bell202国际标准;数据传输速率为1200bps,逻辑“0”的信号频率为2200Hz，逻辑“1”的信号传

输频率为1200Hz。

数据链路层用于按HART通信协议规则建立HART信息格式。其信息构成包括开头码、

显示终端与现场设备地址、字节数、现场设备状态与通信状态、数据、奇偶校验等。其数据

字节结构为1个起始位，8个数据位，1个奇偶校验位，1个终止位。应用层的作用在于使

HART指令付诸实现，即把通信状态转换成相应的信息。它规定了一系列命令;按命令方式

工作。它有3类命令，第一类称为通用命令，这是所有设备理解、执行的命令;第二类称为

一般行为命令，它所提供的功能可以在许多现场设备(尽管不是全部)中实现，这类命令包括

最常用的现场设备的功能库;第三类称为特殊设备命令，以便在某些设备中实现特殊功能，

这类命既可以在基金会中开放使用，又可以为开发此命令的公司所独有。在一个现场设备中

通常可发现同时存在这3类命令。HART支持点对点主从应答方式和多点广播方式。按应答

应方式工作时的数据更新速率为2～3次/ｓ,按广播方式工作时的数据更新速率为3～4次/

ｓ,它还可支持两个通信主设备。总线上可挂设备数多达15个，每个现场设备可有256个变

量，每个信息最大可包含4个变量。最大传输距离3000m，HART采用统一的设备描述语言

DDL。现场设备开发商采用这种标准语言来描述设备特性，由HART基金会负责登记管理

这些设备描述并把它们编为设备描述字典，主设备运用DDL技术，来理解这些设备的特性

参数而不必为这些设备开发专用接口。但由于这种模拟数字混信号制，导致难以开发出一种

能满足各公司要求的通信接口芯片。HART能利用总线供电，可满足本安防爆要求。

2.6 RS-485

尽管ＲＳ-485不能称为现场总线，但是作为现场总线的鼻祖，还有许多设备继续沿用

这种通讯协议。采用RS-485通讯具有设备简单、低成本等优势，仍有一定的生命力。以RS-485

为基础的OPTO-22命令集等也在许多系统中得到了广泛的应用。