HART通讯不同版本的功能及区别

HART（Highway Addressable Remote Transducer）是一种广泛应用于工业过程控制领域的通信协议。它能够在模拟4-20mA信号上传输数字通信数据，主要用于过程仪表和控制系统的通信。HART协议自1980年代发布以来，不断演变，推出了多个版本，每个版本都有其独特的功能改进。以下是HART通讯主要版本的功能、特点和区别对比。

1. HART 5（HART Version 5）

• 发布年份: 1989年

• 特点:

• 双向通讯: 在4-20mA信号上传输数字信号，支持双向通信。

• 主/从架构: 支持一个主设备（如控制系统）与多个从设备（如传感器）通信。

• 简单命令集: 支持基础的设备诊断、校准和过程变量读取。

• 每秒1200位: 通信速率为1200 bps，适合低带宽、长距离传输。

• 单主站模式: 支持单主站（主机）与从设备通信。

• 局限: 不支持无线和更复杂的网络拓扑结构，功能相对较少。

2. HART 6（HART Version 6）

• 发布年份: 2001年

• 特点:

• 扩展命令集: 增加了设备诊断和资产管理的高级命令，增强了过程控制。

• 双主站模式: 支持双主站（两个主机设备同时与从设备通信）。

• 增强诊断功能: 提供了设备健康状况监控的高级功能。

• 扩展数据集: 支持更多的设备数据读取和写入操作。

• 兼容性: 向下兼容HART 5设备，确保旧设备仍然能够使用。

• 局限: 仍主要依赖模拟信号，网络化能力有限。

3. HART 7（HART Version 7）

• 发布年份: 2007年

• 特点:

• WirelessHART: HART 7最大的改进是增加了无线通讯功能（WirelessHART），支持在工业环境中以无线方式连接设备。

• 网络化支持: 支持无线Mesh网络，提升了设备安装灵活性和减少了布线成本。

• 高可靠性: 无线通讯具备自动重传机制，确保数据可靠传输。

• 实时性能: 支持更高效的传输速率和低延迟通讯，适合实时应用。

• 设备认证: 引入了设备认证功能，增强了网络安全性。

• 扩展的诊断和状态信息: 通过更详细的诊断信息提高资产管理的能力。

• 局限: 需要适配支持WirelessHART的网关设备，硬件成本增加。

4. HART 8（HART-IP）

• 发布年份: 2012年

• 特点:

• HART-IP支持: 引入了基于IP的通讯标准，使得HART协议可以通过以太网/IP网络运行。

• 高带宽和远程访问: 通过标准以太网和互联网进行高速通信，实现远程监控和控制。

• 与IT系统集成: 更容易与IT系统、云平台和资产管理系统集成。

• 兼容性: 支持HART 7和更早的版本，与现有的HART设备兼容。

• 局限: 需要网络基础设施支持，主要用于现代化、网络化工业系统。

版本间的对比与差异

各版本的主要区别:

1. 通信方式: HART 5和HART 6主要依赖传统的4-20mA模拟信号和数字叠加，而HART 7增加了无线通信（WirelessHART），HART 8则引入了基于IP的以太网通信。

2. 主站支持: 从HART 6开始支持双主站模式，允许两个主设备同时与现场设备通信，这对数据同步和系统冗余有帮助。

3. 无线支持: HART 7引入了无线通信功能，适用于不易布线或需要移动设备的场景，而HART 8则采用了基于IP的通信方式，进一步提升了网络化和远程监控的能力。

4. 诊断功能: 随着版本的升级，设备的诊断和资产管理功能逐渐增强，HART 6及以后的版本提供了更加详细的设备健康监控信息。

5. 兼容性: 所有版本向下兼容，确保旧设备仍然可以在新版本协议下使用。

总结：

• HART 5适用于简单、基础的过程控制场景；

• HART 6在诊断和主站支持上有明显增强；

• HART 7通过WirelessHART大大提高了灵活性，适合复杂网络环境；

• HART 8基于IP的技术使其能够更好地与现代工业互联网系统集成，适合数字化转型的工业现场。