智能儀表系統在采油作業中的應用
過程工業的現場設備向數字化、網絡化的變遷是過程控制領域的必然趨勢。現場總線技術具有節約布線費用、操作靈活、可實現網絡管理、可實現互操作等優點，因此它已成為公認的過程控制的發展方向。但是現場總線控制系統在功能上還不能完全取代已經發展得比較完善的DCS。在這種情況下控制工程網版權所有，HART協議作為一種兼容原有4mA-20mA模擬信號的數字通訊方式產生了。HART是可尋址遠程傳感器高速通道開放通訊協議，它是Highway AddressableRemoteTransducer的縮寫。*早由Rosemount公司于1986年開發并得到多家有名儀表公司的支持，在1993年成立了HART通信基金會HCF（HARTCommunicationFoundation）。這種被稱為可尋址遠程傳感器高速通道的開放通信協議，其特點是在現有模擬信號傳輸線上實現數字信號通信CONTROLENGINEERINGChina版權所有，屬于模擬系統向數字系統轉變過程中過渡性產品。HART協議目前已被認為是事實上的工業標準，但是CONTROLENGINEERING China版權所有，它僅僅是一個過渡性協議，還不是現場總線。
        1 HART協議基本原理
        1．1 HART協議網絡結構[1]
       HART協議參考ISO／OSI（開放系統互連模型），采用了它的簡化三層模型結構，即**層物理層、**層數據鏈路層和第七層應用層（如圖1所示）。

        物理層規定信號的傳輸方法、傳輸介質。
       HART協議在4mA～20mA的模擬信號上迭加了一個基于Bell202標準的FSK（FrequencyShiftKey．ing）頻移鍵控音頻數字信號。是國際標準的半雙工電流信號和數字通信方式。1200Hz代表邏輯“0”、2200Hz代表邏輯“1”；信號的傳輸速率為1200位／s；信號的幅值為0．5mA（如圖2所示）。由于FSK信號的平均值為0，所以不影響傳送給控制系統的模擬信號的直流分量大小。只要用低通濾波器濾去數字信號，模擬信號可以正常工作。保證了模擬信號與數字信號的兼容性。（如圖3所示）。HART通訊介質采用普通的雙絞線就可以，線路總阻抗應在230Ω－1100Ω之間。

       1．1．2數據鏈路層
       數據鏈路層規定了數據幀格式和數據通信規程。數據幀的格式如圖4所示，*長為25個字節。HART協議是主，從控通信協議，系統允許有2個主設備，*多15個從設備。其中，主設備向從設備發送的數據為請求幀；而從設備向主設備發送的數據為響應幀。響應幀只比請求幀多了響應碼，而響應碼表示出錯狀態。若為0，表示回答數據正確。否則回答出錯。
       每個字節由11位組成，其中包括一個起始位、8個數據位、1個奇偶校驗位和1個停止位。
        1．1．3 應用層
       應用層提供了256個HART通信協議命令。命令分為3類。第1類為通用命令，適用于所有符合HAR1協議的產品，如讀主變量的值和單位等。第2類為普通應用命令，適用于大部分HART產品，但不同的產品會有區別，如寫主變量。第3類為特殊命，是各個廠家所特有的命令CONTROLENGINEERING China版權所有，不互相通用。
        1．2 HART協議儀表系統的功能[2]
       每一個HART儀表的數字信號中平均能提供35—40項信息。
        1．2．1便于儀表和控制回路的調試