Hal-hazırda sənaye avtomatlaşdırılması sahəsində müxtəlif növ ağıllı sahə cihazları istifadə olunur, lakin sahədəki səlahiyyətlilər və ya mühəndislər üçün sənayedəki hər bir cihazı izləmək çox çətindir. Beləliklə, bu cür monitorinq sənaye daxilində və xaricində müxtəlif bağlı cihazlar arasında məlumatların əsas monitorinq sisteminə ötürülməsinə imkan verən ağıllı cihazlar vasitəsilə həyata keçirilir. Beləliklə, HART protokolu 1980-ci ildə təqdim edildi və Bell 202 standartlarına əsaslanır. Bu protokol sənaye standartına çevrildi, buna görə sənaye avtomatlaşdırmasında istifadə olunur.
Hart protokolu nədir?
HART protokolundakı HART termini, ağıllı cihazlar və idarəetmə sistemləri arasında analoq naqillərlə rəqəmsal məlumatların ötürülməsi və qəbulu üçün dünyada istifadə olunan açıq standart protokol olan "magistral ünvanlı uzaqdan çevirici" deməkdir. Bu protokol çox populyardır, buna görə dünyada 30 milyondan çox cihaz HART protokolu ilə işləyir. Bu protokol sənayedə ana sistemlər və ağıllı sahə cihazları arasında əlaqə yaratmaq üçün istifadə olunur.
Hart protokolu, rəqəmsal ağıllı cihazların əsas üstünlükləri də daxil olmaqla, köhnə 4-20 mA əsaslı analoq protokolu dəstəkləmək qabiliyyətinə görə böyük populyarlıq qazandı.
Bu protokol fiziki əlaqə texnologiyasını və müxtəlif tətbiqlərin istifadə etdiyi əmrləri təsvir edir. Hart əmrləri üç növdə olur: universal, ümumi və cihaza xas. Universal tipli əmrlər bütün HART cihazları vasitəsilə həyata keçirilir. Bu əmrlər əsasən nəzarətçi tərəfindən sahə cihazını müəyyənləşdirmək və texnoloji məlumatları oxumaq üçün istifadə olunur. Common Practice tipli əmrlər adətən yalnız sahə cihazlarına aid olan müxtəlif funksiyaları təsvir etmək üçün istifadə olunur. Bu cihazlara diapazonu dəyişdirmək, texniki cihazları seçmək və özünü sınamaq üçün əmrlər daxildir. Xüsusi cihazdan asılı olan tip əmrlər bütün cihazlar üçün eyni deyil. Bu əmrlər unikal fərdiləşdirmə və modifikasiya funksiyalarını yerinə yetirir. Beləliklə, fərqli istehsalçıların cihazları oxşar funksionallığı xaricdən tətbiq etdikdə qeyd etmək çox vacibdir. Məsələn, diferensial təzyiqin ölçülməsi tamamilə fərqli aparatları və cihaza xas olan müxtəlif təlimat dəstlərini əhatə edə bilər.
Hart protokolunun strukturu;
''Nöqtə-Nöqtə'' şəbəkə konfiqurasiyası:
"Nöqtə-nöqtə" şəbəkə konfiqurasiyasında tək bir proses dəyişənini ötürmək üçün sabit 4-20 mA siqnal istifadə olunur, əlavə proses dəyişənləri və dizayn parametrləri Hart protokolu ilə rəqəmsal olaraq ötürülür. Beləliklə, 4-20 mA analoq siqnal HART siqnalı ilə dəyişdirilmir və adi şəkildə istifadə edilə bilər. Hart rəqəmsal rabitə siqnalı ikincil dəyişənlərə giriş təmin edir və digər məlumatlar texniki xidmət, istismara vermə, istismar və diaqnoz üçün istifadə edilə bilər.
''Çox Nöqtəli'' şəbəkə konfiqurasiyası:
Bu şəbəkə konfiqurasiyası bir cüt tel istifadə edərək müxtəlif cihazları birləşdirməyə imkan verir. Bu konfiqurasiyadakı rabitə tamamilə rəqəmsaldır, çünki analoq dövrənin cərəyan rabitəsi söndürülür, çünki bütün cihazlarda cərəyan 4 ma cihazın normal işləməsi üçün kifayət qədər minimum qiymətə sabitlənir.
Hart rabitəsi necə işləyir?
Hart rabitə protokolu Bell 202 FSK (Frequency Shift Keying) standartını 1200 Hz və 2200 Hz kimi iki fərqli tezliklə təmsil olunan rəqəmsal siqnalları üst-üstə qoymaq üçün istifadə edir. Burada 1200 Hz tezliyi 1 biti, 2200 Hz tezliyi isə müvafiq olaraq 0 bitini təmsil edir.
Bu tezliklərlə sinus dalğaları analoq DC siqnal kabellərindən keçəndə məlumat ötürülməsi baş verir. Beləliklə, bu məlumat ötürülməsi zamanı 4-20 mA siqnalı sıfır ekvivalent tezlik manipulyasiya siqnalının standart dəyərinə görə məruz qalmır. Bu protokol eyni vaxtda 4-20mA analoq siqnal və rəqəmsal siqnallar kimi iki rabitə kanalını dəstəkləyir. Analoq siqnal ilkin ölçülmüş dəyəri 4-20 mA cərəyan dövrəsinə ötürür, cihazın əlavə məlumatları isə analoq siqnalın üstünə qoyulmuş rəqəmsal siqnal vasitəsilə ötürülür. Rəqəmsal siqnal cihazın vəziyyəti, diaqnostika, hesablanmış dəyərlər və s. kimi cihaz məlumatlarını ehtiva edir. Beləliklə, birlikdə bu iki rabitə kanalı istifadəsi və qurulması çox asan olan çox etibarlı və ucuz bir rabitə həlli təklif edir. Bu protokol tez-tez Hibrid protokol adlanır, çünki həm analoq, həm də rəqəmsal rabitəni birləşdirir. HART texnologiyası Master/Slave protokolundan fərqlənir ki, qul cihazı yalnız aparıcı cihaz ona qoşulduqdan sonra işləyir. Burada Qul cihazı ağıllı bir cihazdır və əsas cihaz kompüterdir.
Hart protokolunun iş rejimləri:
Ümumiyyətlə, HART rabitəsi üçün şəbəkədə istifadə olunan cihaz PLC və ya aparıcı kimi seçilən idarəetmə sistemidir, digər sahə cihazları isə sensorlar və ya aktuatorlar tabe kimi qəbul edilir. Ancaq burada aparıcı və qul cihazları arasındakı əlaqə əsasən sistemin konfiqurasiya olunduğu ünsiyyət metodundan asılıdır. Hart protokolu şəbəkəsi Master/Slave rejimi və batch rejimi kimi iki rejimdə qarşılıqlı əlaqə qurur.
Aparıcı/Kölə rejimi:
Bu rejim sorğu-cavab rejimi kimi də tanınır. Bu tip rejimdə Kölə cihazları sadəcə aparıcı cihazdan sorğu aldıqdan sonra məlumat ötürür. Hər HART dövrəsi üçün iki aparıcı cihaz qoşula bilər. Beləliklə, əsas aparıcı cihaz ümumiyyətlə DCS (paylanmış idarəetmə sistemi), PC (fərdi kompüter) və ya PLC (proqramlaşdırıla bilən məntiq nəzarətçisi), ikincil aparıcı cihaz isə başqa bir PC və ya portativ terminaldır. Kölə cihazları aparıcı cihazların əmrlərinə cavab verən aktuatorlar, nəzarətçilər və ötürücülərdir.
Serial rejimi:
HART protokolunu dəstəkləyən bəzi cihazlar sadəcə bu rabitə rejimini dəstəkləyir. Bu rejim saniyədə üç-dörd məlumat yeniləməsi kimi daha sürətli məlumat ötürülməsini təmin edir. Bu rejimdəki aparıcı cihaz, kölə cihazına Hart protokolu vasitəsilə tipik bir cavab mesajını davamlı olaraq ötürməsini əmr edir. Təqdimatçı, tabeçiliyinə fasilə verməyi əmr edənə qədər yüksək sürətlə mesaj alır. Bu rejim yuxarıda göstərilən bir HART cihazının dövrəsi ilə əlaqə qurmaq üçün lazım olduğu hallarda tətbiq olunur.
HART və Modbus protokolu arasındakı fərq:
Hart protokolu:
HART Hibrid protokoldur.
HART, kiçik avtomatlaşdırmadan çox mürəkkəb sənaye tətbiqetmələrinə qədər olan texnoloji sistemlərdə və cihazlarda geniş istifadə olunur.
Bu protokol "Nöqtə-Nöqtə" və ''Çox Nöqtəli'' kimi iki iş rejimində işləyir.
Modbus protokolu:
Modbus məlumat ötürmə protokoludur.
Modbus ümumiyyətlə cihazlardan məlumat toplama sisteminə və ya əsas nəzarətçiyə siqnal ötürmək üçün istifadə olunur.
Modbus ASCII rejimi və ya RTU rejimi kimi iki ötürmə rejimində işləyir.
Üstün cəhətləri:
HART protokolunu dəstəkləyən cihazlar sadəcə istifadəçilərə əməliyyat imkanlarını optimallaşdırmaq üçün cihazı ən dəqiq məlumatlardan istifadə etməyə məcbur etməyə imkan verir.
Bu, potensial nasazlıqları baş verməzdən əvvəl tanıyaraq, avadanlıqların sıradan çıxması səbəbindən dayanma müddətini azaldır.
Bu, cihazların inventar və texniki xidmət xərclərini azaldır.
Bu, problemlərin tanınması və həlli üçün gözləmə müddətini azaldır.
Bu, inkişaf etmiş diaqnozdan istifadə edərək təhlükəsizlik səviyyəsini artırır.
HART protokolunu seçməyin üstünlükləri əsasən bunlardır: rəqəmsal imkanlar, analoq imkanlar, əlçatanlıq və qarşılıqlı əlaqə.
Bu protokol müxtəlif cihazlar və sensorlar ilə də istifadə edilə bilər.
Hart protokoluna əsaslanan cihazlar sənayedə geniş istifadə olunur.
Bu protokol sistemin mövcudluğunu, icra müntəzəmliyini və s. artırır.
Mənfi cəhətləri:
Rəqəmsal siqnal HART üzərindən ötürüldükdə olduqca yavaş ötürülür.
Çox mərhələli əlaqə ilə analoq siqnal mövcud deyil və ötürmə xəttini ayıra bilən cihazların sayı məhduddur.
İstənilən vaxt yalnız bir proses dəyişənini izləyə bilər.
Bu tip protokol Profibus və Foundation Fieldbus kimi digər Fieldbus sistemləri ilə müqayisədə bir qədər yavaşdır. Buna görə də, bu yavaş cavab müddəti bəzi sənaye tətbiqlərində müəyyən çətinliklərə səbəb olur.
Ümumiyyətlə, HART protokolunun sürəti proses dəyişənlərinin o qədər də sürətli dəyişmədiyi sadə monitorinq sistemləri üçün kifayətdir.
Tətbiq sahələri:
HART protokolu bütün dünyada ağıllı cihazlar və idarəetmə sistemləri arasında analoq naqillərlə rəqəmsal məlumatların ötürülməsi və qəbulu üçün istifadə olunur.
Sənaye avtomatlaşdırmasında istifadə olunan çox məşhur bir protokoldur.
Bu protokol əsasən ağıllı cihazların təhlili üçün nəzərdə tutulmuşdur.
Bu texnoloji sistemlərdə və cihazlarda geniş istifadə olunur.
Bu tip rabitə protokolu toplu axın, kütləvi axın, sıxlıq və temperaturun tək bir kabel vasitəsilə idarəetmə sisteminə ötürülə biləcəyi kütləvi axın sayğacları da daxil olmaqla çox parametrli cihazlar üçün idealdır.
Bu protokol əsasən sənaye prosesi idarəetmə və ölçmə sistemlərində istifadə üçün nəzərdə tutulmuşdur.
HART protokolu əsasən emal sənayesində müxtəlif cihazlar arasında əlaqə yaratmaq üçün istifadə olunur.
HART protokolu, rəqəmsal məlumatları ağıllı sahə cihazları və DCS, PLC sistemləri kimi monitorinq və ya idarəetmə sistemləri arasında analoq tellər vasitəsilə ötürmək və qəbul etmək üçün istifadə olunan dünya standartıdır. Bu iki istiqamətli rabitə protokolu, əl cihazından aktiv idarəetmə sisteminə və ya quraşdırma nəzarətçisinə qədər sahə ilə əsas nəzarətçi arasında əlavə məlumatlara giriş hüququ verir.
Komentarze