హార్ట్ పరిచయం - హైవే అడ్రస్ చేయగల రిమోట్ ట్రాన్స్డ్యూసెర్ కమ్యూనికేషన్ ప్రోటోకాల్

ఒకదానితో ఒకటి మాట్లాడటానికి రెండు యంత్రాలను (లేదా వాటిలో భాగాలు) పొందడం వల్ల కలిగే ప్రయోజనాలు పారిశ్రామిక ఆటోమేషన్ మరియు నియంత్రణ నిపుణులకు స్పష్టంగా ఉన్నాయి, ఇంటర్నెట్ ఆఫ్ థింగ్స్ (ఐఒటి) ప్రధాన స్రవంతి కావడానికి ముందే. మోటారు డ్రైవ్ రిలే మొదలైనవాటిని నియంత్రించడానికి కొలతలు పంపే క్రాంక్ షాఫ్ట్ యొక్క గుండె వద్ద ఉన్న ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్‌లోని విలువలు స్పష్టంగా ఉన్నాయి మరియు దానిని సాధించడానికి ఉపయోగించే కమ్యూనికేషన్ ప్రోటోకాల్‌లలో ఒకటి HART ప్రోటోకాల్.

ప్రపంచవ్యాప్తంగా వ్యవస్థాపించిన 30 మిలియన్లకు పైగా పరికరాలతో, HART ప్రోటోకాల్ పారిశ్రామిక ఆటోమేషన్‌లో అత్యంత ప్రాచుర్యం పొందిన ప్రోటోకాల్‌గా పరిగణించబడుతుంది మరియు నేటి కథనం ఇంత ప్రత్యేకతను సంతరించుకునే దానిపై ఒక అవలోకనాన్ని అందిస్తుంది. మేము దాని లక్షణాలు, అనువర్తనాలు మరియు వైర్‌లెస్‌హార్ట్ వంటి అప్‌గ్రేడ్ చేసిన సంస్కరణలను పరిశీలిస్తాము.

అవలోకనం

స్మార్ట్ పరికరాలు మరియు నియంత్రణ వ్యవస్థల మధ్య అనలాగ్ వైరింగ్ ద్వారా డిజిటల్ సమాచారాన్ని పంపడానికి మరియు స్వీకరించడానికి పారిశ్రామిక ఆటోమేషన్‌లో ఉపయోగించే అత్యంత ప్రజాదరణ పొందిన ఓపెన్ కమ్యూనికేషన్ ప్రోటోకాల్‌లలో హైవే అడ్రసబుల్ రిమోట్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ (HART) ప్రోటోకాల్ ఒకటి. ఈ ప్రోటోకాల్ RS485 వంటి సీరియల్ కమ్యూనికేషన్ ప్రోటోకాల్ యొక్క పురోగతి మరియు పరిశ్రమలకు కూడా ప్రసిద్ది చెందిన సంఘటన.

ప్రస్తుతమున్న 4-20 ఎమ్ఏ కమ్యూనికేషన్ ప్రోటోకాల్‌లోని లోపాలను పరిష్కరించడానికి 1980 లలో ఎమెర్సన్ దీనిని యాజమాన్య కమ్యూనికేషన్ ప్రోటోకాల్‌గా అభివృద్ధి చేసింది , ఇది ఒక పరామితిని లేదా కొలిచిన విలువను మాత్రమే ప్రసారం చేయగలదు. HART తో, పారిశ్రామిక ఆటోమేషన్ ప్రయత్నాలు 4-20mA యొక్క లోపాలను పరిష్కరించే ద్వి-దిశాత్మక సమాచార మార్పిడిని సాధించగలవు, కానీ HART ప్రోటోకాల్ వక్రీకరణ లేదా జోక్యం లేకుండా అనలాగ్ సిగ్నల్‌లపై సూపర్మోస్ చేయడం ద్వారా డిజిటల్ సిగ్నల్‌లను పంపగలదు కాబట్టి దాని మౌలిక సదుపాయాలను కూడా కలిగి ఉంటుంది.

పై ప్రభావం రెండు ఏకకాల కమ్యూనికేషన్ మార్గాల సృష్టి: 4-20 ఎంఏ అనలాగ్ సిగ్నల్ మరియు డిజిటల్ సిగ్నల్. ఈ కలయికను ప్రోటోకాల్‌ను హైబ్రిడ్ ప్రోటోకాల్‌గా సూచిస్తారు. ఇన్స్ట్రుమెంటేషన్ పరికరాల వంటి సాధారణ అనువర్తనాలు ప్రాధమిక కొలత విలువను పంపడానికి 4-20 ఎంఏ సిగ్నల్‌ను ఉపయోగించవచ్చు మరియు సమాచారాన్ని పంపడానికి సూపర్‌పోజ్డ్ డిజిటల్ సిగ్నల్‌ను ఉపయోగించవచ్చు.

4-20 ఎంఏ ఆధారిత పరికరాలకు మద్దతు ఇవ్వడం అంటే కంపెనీలు తమ లెగసీ హార్డ్‌వేర్‌ను ఉపయోగించడం కొనసాగించవచ్చు. ఇది, ప్రోటోకాల్ "ఓపెన్" గా మారడంతో పాటు, ప్రోటోకాల్ యొక్క స్వీకరణ స్థాయిలను అధికంగా పెంచింది, ఇది పరిశ్రమలో వాస్తవ-ప్రామాణిక ప్రమాణంగా మారింది

HART కమ్యూనికేషన్ ప్రోటోకాల్ యొక్క పని

HART కమ్యూనికేషన్ రెండు HART- ప్రారంభించబడిన పరికరాల మధ్య జరుగుతుంది, సాధారణంగా స్మార్ట్ ఫీల్డ్ పరికరం మరియు నియంత్రణ లేదా పర్యవేక్షణ వ్యవస్థ. ఇంతకు ముందు వివరించినట్లుగా, ప్రోటోకాల్ ఆధారంగా ఉన్న పరికరాలు ఇప్పటికే ఉన్న 4-20mA విధానాన్ని ఉపయోగించి అనలాగ్ సిగ్నల్‌ను ప్రసారం చేస్తాయి మరియు 4-20mA అనలాగ్ సిగ్నల్‌పై సిగ్నల్‌ను (ప్రత్యామ్నాయ ప్రస్తుత సిగ్నల్‌గా) సూపర్పోస్ చేయడం ద్వారా డిజిటల్ సిగ్నల్‌లను బెల్ 202 ఫ్రీక్వెన్సీ షిఫ్ట్ కీయింగ్ (FSK) ప్రమాణం.

FSK విధానంలో రెండు పౌన encies పున్యాల యొక్క సిన్‌వేవ్‌లను సూపర్‌పోజింగ్ చేయడం జరుగుతుంది, సాధారణంగా 1200Hz మరియు 2200Hz, ఇవి పంపబడే డేటా యొక్క బిట్‌లను (వరుసగా 1 మరియు 0) సూచిస్తాయి. FSK యొక్క ఉపయోగం రెండు పౌన encies పున్యాల సగటు విలువ ఎల్లప్పుడూ సున్నా అని నిర్ధారిస్తుంది, అనలాగ్ సిగ్నల్ డిజిటల్ సిగ్నల్ ద్వారా ప్రభావితం కాదని నిర్ధారిస్తుంది.

నెట్‌వర్క్ కాన్ఫిగరేషన్ మోడ్‌లు

వివిధ అనువర్తనాల అవసరాలను తీర్చడానికి, HART ప్రోటోకాల్ క్రింద ఉన్న పరికరాలను రెండు ప్రధాన రీతుల్లో పనిచేయడానికి కాన్ఫిగర్ చేయవచ్చు;

1. పాయింట్-టు-పాయింట్ మోడ్
2. మల్టీ-డ్రాప్ మోడ్

1. పాయింట్-టు-పాయింట్ నెట్‌వర్క్ మోడ్

పాయింట్-టు-పాయింట్ మోడ్‌లో, డిజిటల్ సిగ్నల్స్ 4–20 mA లూప్ కరెంట్‌పై కప్పబడి ఉంటాయి, ఈ విధంగా 4-20 mA కరెంట్ మరియు డిజిటల్ సిగ్నల్ రెండింటినీ మాస్టర్ మరియు బానిసల మధ్య సందేశాలను అందించడంలో ఉపయోగించవచ్చు. ఇది ప్రోటోకాల్ యొక్క విలక్షణమైన అనువర్తనాన్ని సూచిస్తుంది, ద్వితీయ వేరియబుల్స్ మరియు డేటాతో, పర్యవేక్షణ, నిర్వహణ మరియు రోగనిర్ధారణ ప్రయోజనాల కోసం ఉపయోగించవచ్చు, డిజిటల్ సిగ్నల్స్ ద్వారా మార్పిడి చేయబడతాయి, అయితే నియంత్రణ సిగ్నల్స్ ప్రోటోకాల్ యొక్క అనలాగ్ సగం మీద పంపబడతాయి. పాయింట్-టు-పాయింట్ నెట్‌వర్క్ కాన్ఫిగరేషన్ యొక్క ఉదాహరణ క్రింది చిత్రంలో అందించబడింది.

2. మల్టీ-డ్రాప్ నెట్‌వర్క్ మోడ్

మల్టీ-డ్రాప్ నెట్‌వర్క్ కాన్ఫిగరేషన్ మోడ్ i2c వంటి చిరునామా ఆధారిత ప్రోటోకాల్‌ల మాదిరిగానే అనేక పరికరాలను ఒకే జత వైర్‌లపై కనెక్ట్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది. మల్టీ-డ్రాప్ మోడ్‌లోని కమ్యూనికేషన్ పూర్తిగా డిజిటల్‌గా ఉంటుంది, ఎందుకంటే అనలాగ్ లూప్ కరెంట్ ద్వారా కమ్యూనికేషన్ డిసేబుల్ అవుతుంది, ఎందుకంటే ప్రతి పరికరాల ద్వారా కరెంట్ పరికరం ఆపరేషన్‌కు సరిపోయే కనీస విలువతో పరిష్కరించబడుతుంది (సాధారణంగా 4 ఎమ్ఏ). మల్టీ-డ్రాప్ నెట్‌వర్క్ కాన్ఫిగరేషన్‌లు సాధారణంగా పర్యవేక్షక నియంత్రణ అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించబడతాయి, ఇవి ట్యాంక్ ఫామ్‌లు మరియు పైప్‌లైన్‌ల మాదిరిగా విస్తృతంగా ఉంటాయి. బహుళ డ్రాప్ నెట్వర్క్ ఆకృతీకరణ క్రింద చిత్రం లో వివరించారు.

కమ్యూనికేషన్ మోడ్‌లు

సాధారణంగా, HART ప్రోటోకాల్ క్రింద కమ్యూనికేషన్ల కోసం, నెట్‌వర్క్‌లోని ఒక పరికరం, సాధారణంగా పంపిణీ చేయబడిన నియంత్రణ వ్యవస్థ లేదా PLC ను మాస్టర్‌గా నియమించాల్సిన అవసరం ఉంది, అయితే ఇతర (లు), సాధారణంగా సెన్సార్లు లేదా యాక్యుయేటర్లు వంటి ఫీల్డ్ పరికరాలను బానిసలుగా నియమిస్తారు.

ఏదేమైనా, బానిసలు మాస్టర్‌తో సంభాషించే విధానం నెట్‌వర్క్ కాన్ఫిగర్ చేయబడిన కమ్యూనికేషన్ మోడ్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది. HART ప్రోటోకాల్ కంప్లైంట్ పరికరాల నెట్‌వర్క్‌ను రెండు రీతుల్లో కమ్యూనికేట్ చేయడానికి ఏర్పాటు చేయవచ్చు, అవి;

1. అభ్యర్థన-ప్రతిస్పందన కమ్యూనికేషన్ మోడ్
2. పేలుడు మోడ్

1. అభ్యర్థన-ప్రతిస్పందన కమ్యూనికేషన్ మోడ్

అభ్యర్థన-ప్రతిస్పందన కమ్యూనికేషన్ మోడ్‌లో, మాస్టర్ పరికరం ద్వారా అభ్యర్థన జారీ అయినప్పుడు మాత్రమే బానిస పరికరాలు సమాచారాన్ని ప్రసారం చేస్తాయి. ఈ మోడ్ దాని ప్రతికూలతలను ముఖ్యంగా కమ్యూనికేషన్ వేగాన్ని తగ్గించింది (సెకనుకు 2-3 డేటా నవీకరణలు), ఇది ప్రోటోకాల్‌ను సరళంగా మరియు ప్రభావవంతంగా, అమలు చేయడానికి తేలికగా ఉంచడానికి సహాయపడుతుంది.

2. పేలుడు మోడ్

అనువర్తన అవసరాలలో వైవిధ్యానికి అవకాశం కల్పించడానికి, ప్రోటోకాల్‌కు “బర్స్ట్” మోడ్ అని పిలువబడే మరొక కమ్యూనికేషన్ మోడ్ ఉంది. ఈ మోడ్‌లో, బానిస పరికరాలు మాస్టర్ నుండి పదేపదే అభ్యర్ధనల అవసరం లేకుండా, నిరంతరం ఒకే సమాచారాన్ని పంపగలవు. ఈ మోడ్ సెకనుకు 3-4 నవీకరణలతో వేగవంతమైన కమ్యూనికేషన్ వేగాన్ని అందిస్తుంది, మరియు ఇది సాధారణంగా HART లూప్ నుండి కమ్యూనికేషన్ వినడానికి ఒకటి కంటే ఎక్కువ HART పరికరం అవసరమయ్యే సందర్భాలలో ఉపయోగించబడుతుంది.

చాలా పారిశ్రామిక అనువర్తనాల కోసం కోరుకునే బాహ్య పర్యవేక్షణను అనుమతించడానికి, రెండు కమ్యూనికేషన్ మోడ్ ప్రాధమిక మరియు ద్వితీయంగా నిర్వచించబడిన ఇద్దరు మాస్టర్స్ వరకు మద్దతు ఇస్తుంది. ప్రాధమిక మాస్టర్, పై చిత్రంలో చూపినట్లుగా, సాధారణంగా ప్రధాన నియంత్రణ / పర్యవేక్షణ వ్యవస్థ అయితే, ద్వితీయ మాస్టర్ సాధారణంగా హ్యాండ్‌హెల్డ్ టెర్మినల్స్ అకా HART కమ్యూనికేషన్ వంటి పరికరం , ఇది స్వల్ప కాలానికి మాత్రమే HART లూప్‌కు అనుసంధానించబడుతుంది.

లాభాలు

దాని తరగతిలో ఇతరులపై HART ప్రోటోకాల్ యొక్క కొన్ని ప్రయోజనాలు ఉన్నాయి;

1. ద్వి-మార్గం కమ్యూనికేషన్

ఉదాహరణకు, 4-20mA అనలాగ్ సిగ్నల్ యొక్క ఉపయోగం సమాచార ప్రవాహాన్ని ఒకే దిశలో అనుమతిస్తుంది (రిసీవర్‌కు ట్రాన్స్మిటర్). HART కమ్యూనికేషన్‌తో, డేటా రెండు దిశల్లోనూ ప్రయాణించగలదు.

2. సమాచార కొత్త రకాలు

4-20 ఎంఏ వంటి సాంప్రదాయక కమ్యూనికేషన్ చానెల్స్ ధ్రువీకరణకు స్థలం లేని ఒకే ప్రాసెస్ వేరియబుల్ యొక్క కమ్యూనికేషన్‌ను అనుమతిస్తాయి, కానీ HART తో, మీరు ప్రాసెస్ వేరియబుల్‌తో పాటు 40 అదనపు సమాచారాన్ని పొందగలుగుతారు.

HART- ఆధారిత పరికరాల నుండి సేకరించే అదనపు సమాచారం యొక్క కొన్ని ఉదాహరణలు;

1. పరికర స్థితి & విశ్లేషణ హెచ్చరికలు
2. ప్రాసెస్ వేరియబుల్స్ & యూనిట్లు
3. లూప్ కరెంట్ &% రేంజ్
4. ప్రాథమిక ఆకృతీకరణ పారామితులు
5. తయారీదారు & పరికర ట్యాగ్

ఈ అదనపు సమాచారం యొక్క కలయికను ఉపయోగించి, HART పరికరాలు వాటి కాన్ఫిగరేషన్ లేదా కార్యకలాపాలతో సమస్యలను మాస్టర్ / హోస్ట్ పరికరానికి స్వీయ-రిపోర్ట్ చేయవచ్చు. ఇది సాధారణ తనిఖీల అవసరాన్ని తగ్గించడానికి సహాయపడుతుంది మరియు అంచనా నిర్వహణకు చాలా ఉపయోగకరంగా ఉంటుంది.

3. మల్టీవియరబుల్ పరికరాలు

డిజిటల్ మోడ్‌లో, ఒకే జత వైర్లు బహుళ వేరియబుల్‌లను నిర్వహించగలవు. ఉదాహరణకు, ఒక ట్రాన్స్మిటర్ బహుళ సెన్సార్ల నుండి ఇన్పుట్లను నిర్వహించగలదు

4. విక్రేత స్వాతంత్ర్యం

HART కి సంబంధించిన ప్రతిదాన్ని ఎమెర్సన్ HART కమ్యూనికేషన్స్ ఫౌండేషన్‌కు అప్పగించారు, ఎందుకంటే ప్రమాణాలు తెరిచి ఉంటాయి మరియు ఒక విక్రేతకు ప్రత్యేకమైనవి కావు. దీని అర్థం పరిమిత విక్రేత-నిర్దిష్ట లేదా ప్రాంతీయ "ప్రమాణాలకు" లాక్ అయ్యే ప్రమాదం లేదు.

5. సరఫరా యొక్క వెడల్పు

HART ప్రస్తుతం ప్రాసెస్ పరిశ్రమకు విస్తృతంగా మద్దతు ఇచ్చే ప్రోటోకాల్‌గా పరిగణించబడుతుంది. పారిశ్రామిక పరికరం HART అనుకూలంగా ఉండటానికి సంభావ్యత దాదాపు 1.

6. ఇంటర్‌పెరాబిలిటీ

విక్రేతలు, నమూనాలు మరియు నెట్‌వర్క్‌లను ప్రభావితం చేసే ఇతర అనుకూలత / ఇంటర్‌పెరాబిలిటీ సమస్యలతో సంబంధం లేకుండా HART- కంప్లైంట్ పరికరాలు మరియు హోస్ట్ సిస్టమ్‌లు కలిసి పనిచేయగలవు. HART పరికరం నుండి డిజిటల్ సమాచారాన్ని నిర్వహించడానికి రూపొందించబడని హోస్ట్ పరికరాలు కూడా 4-20 mA అనలాగ్ సిగ్నల్ ద్వారా కమ్యూనికేషన్లతో కొంత స్థాయి పరస్పర సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి.

వైర్‌లెస్‌హార్ట్

సాంకేతిక పరిజ్ఞానం యొక్క పురోగతి మరియు వినియోగ కేసుల యొక్క అధునాతనతతో HART ప్రోటోకాల్ సంవత్సరాలుగా అభివృద్ధి చెందింది. దాని పరిణామం యొక్క ఇటీవలి ఉత్పత్తులలో ఒకటి వైర్‌లెస్‌హార్ట్ అనే కొత్త సాంకేతిక పరిజ్ఞానం, ఇది వైర్‌లెస్ ట్రాన్స్‌మిషన్‌తో పూర్తిగా కొత్త అవకాశాలను అందిస్తోంది.

ప్రాసెస్ ఆటోమేషన్ రంగంలో ఇది మొదటి ప్రామాణిక (IEC62591) వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్ ప్రోటోకాల్. రెగ్యులర్ HART ప్రోటోకాల్ మాదిరిగా కాకుండా, ఈ దశలో, కనెక్షన్ కేబుల్ ఉపయోగించబడనందున అనలాగ్ కమ్యూనికేషన్ అందించబడనందున ఇది డిజిటల్ సిగ్నల్ ద్వారా కమ్యూనికేషన్‌కు మాత్రమే మద్దతు ఇస్తుంది.

ప్రస్తుతం, రెండు వేర్వేరు వైర్‌లెస్‌హార్ట్ సొల్యూషన్స్ ఉన్నాయి;

1. ఇప్పటికే ఉన్న HART పరికరాలను మెరుగుపరచడానికి వైర్‌లెస్‌హార్ట్ అడాప్టర్
2. స్వీయ-శక్తితో కూడిన వైర్‌లెస్‌హార్ట్ ట్రాన్స్మిటర్.

పరికరంలో గతంలో చిక్కుకున్న అధిక మొత్తంలో సమాచారాన్ని సేకరించడానికి వైర్‌లెస్‌హార్ట్ ఇప్పటికే ఉన్న వైర్డు పరికరాలపై ఉపయోగించవచ్చు మరియు వైరింగ్ ఖర్చులు లేకుండా కొలత మరియు నియంత్రణ యొక్క కొత్త పాయింట్లను అమలు చేయడానికి ఖర్చుతో కూడుకున్న, సరళమైన మరియు నమ్మదగిన మార్గాన్ని కూడా అందిస్తుంది.