Redes Industriales

Año 2008

Trabajo Práctico

Protocolo de comunicación Hart

Profesora: Ing. Ferreira Fabiana

Ayudante: Soldato Javier

Alumnos: Acuña Gonzalo Ansaldo Gaston Artazcoz Matias

Viola Mario

UNIVERSIDAD NACIONAL DE QUILMESIngeniería en Automatización y Control Industrial

Protocolo Hart

INTRODUCCIÓN

Un poco de historia: El protocolo de comunicación HART (Highway Adressable Remote Transducer). fue desarrollado por Rosemount Inc a mediados de 1980 como propietario digital para sus instrumentos de campo inteligentes. Este se basó en el estandart de comunicación telefónica Bell 202. Pronto adquirió su nombre definitivo: HART y en 1986 pasó ha ser un protocolo abierto.    En el año 1993 se estableció The HART Communication Foundation, con sede principal en los Estados Unidos.  Esta es una fundación independiente, sin fines de lucro, que se encarga de brindar soporte mundial a desarrollos HART, asi como también de establecer  las especificaciones del protocolo y las normas que lo rigen.

Este protocolo proporciona una solución para la comunicación de instrumentos inteligentes, compatible con la transmisión analógica en corriente 4-20mA, que permite que la señal analógica y las señales de comunicación digital sean transmitidas simultáneamente sobre el mismo cableado. Mediante este sistema la información de la variable primaria y señal de mando es transmitida mediante la señal analógica de 4-20mA, mientras que la señal digital es utilizada para transmitir otro tipo de información diferente como parámetros del proceso, configuración, calibración e información de diagnostico del instrumento.

Instrumentos Inteligentes y el protocolo HART

¿Qué es un dispositivo Inteligente?:

El adjetivo inteligente, aplicado a un dispositivo de campo, se utiliza para describir cualquier dispositivo que incluye un microprocesador. Típicamente esto implicaría funcionalidad extra, por encima de lo que proveen dispositivos similares pero no basados en microprocesadores. Por ejemplo, un transmisor inteligente puede proporcionar mayor precisión al compensar mediante cálculos la no linealidad, o la dependencia de temperatura de un sensor.

Para hacer uso de estas ventajas, los dispositivos inteligentes requieren de un plug-in oconfigurador, una caja con una cantidad de botones y una pantalla LCD para que el usuario pueda instalar y controlar el instrumento.El próximo paso por lógica sería permitir que el instrumento y el panel de configuraciónestuviesen separados por largas distancias, utilizando comunicaciones digitales seriales bien definidas entre ellos. Luego se necesitaría incluir esta comunicación en los dos cables ya existentes para controlar el dispositivo desde el cuarto de control. Esto es lo que nos lleva al uso actual de la palabra inteligente según Fisher Rosemount, para describir dispositivos de campo en los cuales la señal analógica, la señal digital y la alimentación del equipo, son transmitidas por el mismo par de cables.Con tales instrumentos, se obtienen las ventajas de las comunicaciones digitales, mientras se mantiene la compatibilidad con la señal analógica de entrada requerida por los sistemas actuales. Ahora, utilizando comunicación digital, además de instalar y controlar de un modo más sencillo el dispositivo de campo, es posible leer la variable medida y muchos otros parámetros a través de conexiones punto a punto, como la que se presenta en la figura 1.1.

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Figura 1.1 Conexión punto a punto

La conexión punto a punto se utiliza para referirse a casos en los que solo existe un maestro y un esclavo, o un transmisor y un receptor.

Leyendo información mediante comunicación digital:

Al utilizar comunicación digital se vuelve posible proporcionar más de una medición o una variable (por ejemplo un medidor de flujo másico tipo Coriolis puede transmitir taza de flujo másico, temperatura del proceso, densidad y flujo total en un simple mensaje).La comunicación digital también hace que valga la pena mantener información adicional en el instrumento de campo, para ser leída cuando sea necesario. Esto conlleva a una serie de posibilidades.Nos puede dar información relativa al proceso como el identificador o etiqueta del dispositivo (tag), una descripción de la medición, las unidades asociadas y rango de calibración del instrumento. O puede dar información sobre el dispositivo como tal, actuando como una etiqueta electrónica. Más allá, puede ser utilizado para mantener historias de actividades relacionadas con mantenimiento como la última fecha de calibración. La administración del sistema de instrumentos automatizados se hace posible, utilizando información al día del dispositivo mismo.Una manera más eficaz o eficiente de transmitir los datos sería aumentar el número de dispositivos de campo conectados a un maestro, de modo que transite mayor información por el lazo. Sin embargo, al conservar la medición en mA de la variable primaria, la conexión punto a punto es la única solución , pero si se desea múltiples dispositivos se puede utilizar la conexión multipunto.

Comunicación multipunto:

Si una variable medida va a ser leída por comunicación digital, la señal analógica de 4-20mA ya no es requerida. Se hace posible conectar múltiples dispositivos de campo en paralelo a un simple par de cables, y comunicarse con cada uno por turnos para leer sus variables (u otros datos). Para hacer esto, cada dispositivo debe tener una dirección, a la cual responderá, y cada petición del sistema de control o maestro debe incluir dicha dirección. Un esquema de este tipo de conexión se puede observar en la figura 1.2 Esta conexión multipunto puede reducir de modo significativo los costos de instalación de cableado de los equipos, y puede ser de valor en sistemas de monitoreo. Note, sin embargo, que el tiempo entre mediciones de las variables de un mismo equipo aumentará. Ya que antes por un solo par de cables transitaba la señal de un sensor, pero en el caso de multipunto de 2 a 15 señales diferentes deberán turnarse el medio.

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Figura 1.2 Conexión multipunto

El protocolo HART:

La aplicación de estas mejoras a la gran gama de instrumentos y dispositivos de campoexistentes, hacen que sea necesaria la implementación o definición de un estándar. Esto incluye especificaciones desde la parte física hasta la forma de transmisión, procedimientos de transacciones, estructura del mensaje, formato de los datos, y un conjunto de comandos que realicen dichas funciones.HART utiliza una señal codificada por desplazamiento en frecuencia, para comunicar a 1200 baudios, superpuesta sobre la señal de medición de 4-20mA. Teniendo un promedio de cero, la señal codificada por desplazamiento en frecuencia no interfiere con la señal analógica. Para ilustrar esto observe la siguiente figura 1.3

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Figura 1.3 La señal HART.

Hart es un protocolo maestro-esclavo (un dispositivo de campo solo responde cuando se le a pedido algo previamente figura 1.4). Puede haber hasta dos maestros. Hasta 15 dispositivos esclavos se pueden conectar en configuración multipunto.

Figura 1.4

Cada mensaje incluye las direcciones de su fuente y destino, para asegurarse de que es recibido por el dispositivo correcto, y tiene una suma de verificación (checksum) para poder detectar cualquier corrupción del mensaje. El estado del dispositivo de campo está incluido en cada mensaje de respuesta, indicando su estado de operación correcto. Puede o no haber información o datos incluidos en el mensaje, dependiendo del comando en particular. Dos o tres transacciones de mensajes se pueden realizar cada segundo.

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Figura 1.5 Estructura del mensaje HART

Los comandos del protocolo HART:

Para llevar a cabo diferentes funciones preestablecidas en un sensor, el protocolo hart utiliza los comandos, el identificador de la función que se pretende realizar. Los comandos del protocolo HART se definen en tres grupos. El primer grupo es el de comandos universales, y provee funciones que están implementadas en todos los dispositivos de campo. El segundo grupo, comandos de práctica común, provee funciones comunes a muchos dispositivos de campo, pero no todos. Si un dispositivo implementa funciones que estos comandos describen, deberán ser invocadas mediante el número de comando asignado por la Fundación Hart . El tercer grupo, comandos específicos de dispositivo (anteriormente llamados específicos de transmisor), provee funciones que son mas o menos únicas para un dispositivo particular.

La Señal Física

La siguiente sección se refiere a la capa 1 del modelo de protocolos OSI, la capa física. Se basa en el procedimiento de transacción de datos (entre los cuales existe un modo exclusivo de operación que es el modo de ráfagas), a la estructura de los mensajes, describiendo con lujo de detalle el contenido de cada byte. El preámbulo, el byte de inicio, el o los bytes de dirección (ya que se utilizan dos formatos diferentes de acuerdo a las distintas revisiones de HART), el byte de comando, el byte de cuenta de bytes (valga la redundancia), los bytes de datos, los bytes de estado y el de suma de verificación o checksum; además de las distintas codificaciones o compresiones que se realizan para poder transmitir mayor cantidad de información por mensaje.

Los niveles de la señal

El protocolo Hart tiene como especificación, que los maestros deben transmitir una señal de voltaje, sin embargo el esclavo debe transmitir una señal de corriente. La señal de corriente se convierte a señal de voltaje mediante una pequeña resistencia de carga, de modo que todos los dispositivos utilizan receptores pasivos. Los niveles pico-pico de la señal se muestran en la tabla 2.1. La forma de onda es idealmente sinusoidal, sin embargo se acepta de forma trapezoidal, pero no una señal cuadrada.

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Tabla 2.1 Niveles de la señal HART

La especificación de sensitividad del dispositivo permite cierta atenuación debida a laresistividad del cable u otros efectos. Las especificaciones de umbral dependen de la ocurrencia de interferencia de señales externas, y previene la interferencia entre canal (crosstalk), de otras señales HART que se transmitan por cables adyacentes, o sistemas que no se encuentren bien conectados a tierra o sistemas de alimentación.

El lazo de conexión:

La conexión convencional para un transmisor alimentado por lazo de corriente de dos hilos se muestra en la figura 2.1. En la practica, los tres elementos (la fuente de poder, el transmisor TX y la resistencia de carga, RL) se pueden conectar en cualquier orden, ya que se conectan en serie, y cualquier punto del circuito puede ir a tierra. Las especificaciones de Hart permiten resistencias de carga de 230 a 1100 ohms.

Figura 2.1 Lazo de conexión simple

La señal HART debe ser introducida y leída del lazo de corriente. La fuente de poder está casi en corto circuito para las frecuencias de la señal Hart, por lo que dispositivos secundarios (como el segundo maestro) no pueden ser conectados directamente al lazo, se deben conectar en paralelo al transmisor o a la resistencia de carga, en la figura 2.1, entre los puntos A y B. Un equipo con protocolo de comunicación Hart no debe introducir ninguna carga DC a la línea. Para asegurarse de que así sea se debe conectar al lazo mediante un condensador de 5F o más.Algunos de los dispositivos de campo con lazo de 4-20mA son activos, es decir, estos son los

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que alimentan el lazo. Con este tipo de dispositivos no hace falta la fuente de poder. En este caso en la conexión se elimina la fuente.

Conexión de múltiples dispositivos:

Se pueden conectar múltiples dispositivos al mismo maestro, ya que en los mensajes seincluye la dirección de los dispositivos que se comunican. Al asignarle a los dispositivos direcciones diferentes, una cantidad máxima de 15 dispositivos pueden ser conectados a un solo lazo. Las consecuencias de este tipo de conexión son dos principalmente, retardo en la comunicación entre maestro y dispositivo y pérdida de la señal analógica. Debido a la existencia de este tipo de conexiones, existe la dirección de multipunto, que se asigna a cada dispositivo que este conectado en paralelo, comenzando del cero al quince.Entre otras de las especificaciones que requiere el protocolo Hart se encuentra la definición de las cargas respectivas de los equipos (maestro primario resistencia de recepción 230-1100ohm, resistencia de transmisión 700 ohms máximo). El límite de los 65ms, que hace que la frecuencia de corte sea de 2500Hz (para 3dB de atenuación). Con lo anterior se impide retardos de la señal y de las frecuencias que la componen. Especificaciones para el cableado, puestas a tierra, fuente de poder, ancho de banda de la señal analógica, y más.

Procedimiento de transacciones, código y estructura del mensaje

En esta sección se describe de modo más detallado la transacción de datos entre dispositivos Hart y la estructura de los mensajes, esto corresponde a la capa 2 del protocolo de referencia o modelo OSI.Hart, como se ha mencionado, es un protocolo de maestro-esclavo. Esto significa que cada transacción es originada por el maestro, el dispositivo de campo o esclavo solo responde cuando recibe un comando con su dirección. En la respuesta del esclavo se incluye un comando recibido, y puede que contenga los datos requeridos por el maestro. En el caso de que exista un maestro secundario, estos tiene direcciones diferentes, por lo cual pueden distinguir si la respuesta es para el principal o secundario.

Procedimiento de transacción:

HART es un protocolo Half-Duplex, con lo cual se quiere decir que al terminar cada mensaje, la portadora debe ser desactivada para permitir que la otra estación transmita. Las reglas de tiempo de la portadora establecen que la portadora debe ser activada no más del tiempo de 5 bits antes del inicio del mensaje (preámbulo) y ser desactivada no más del mismo tiempo después de la transmisión del último byte del mensaje (la suma de verificación).El maestro es el responsable de las transacciones de mensajes. Si no hay respuesta a uncomando dentro de cierto tiempo, el maestro debe retransmitir el mensaje. Después de unos cuantos intentos debe abandonar la transacción y notificar el problema. La longitud y retardo típicos de los mensajes, permiten dos transacciones por segundo.

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El modo ráfaga:

Para lograr una tasa de transmisión de datos mayor, algunos dispositivos utilizan el modo ráfaga. Cuando un dispositivo se encuentra en este modo envía un mensaje repetidas veces. Este modo se activa y desactiva mediante comandos especialesExiste una pequeña pausa entre mensaje y mensaje, para permitir que el maestro envíe la señal de desactivación, o para iniciar cualquier otra transacción simple.Este modo solo funciona para la configuración punto a punto, y se pueden enviar más de tres mensajes por segundo. En la tabla 3.1 se encuentran las especificaciones de tiempo para los mensajes en modo de ráfaga.

Tabla 3.1 Especificaciones de tiempo en modo de ráfaga

Codificación de caracteres:

Los mensajes de Hart son codificados como series de 8 bits, es decir bytes. Estos se transmiten de modo serial, utilizando una UART convencional (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) para serializar cada byte, añadiendo un bit de inicio, un bit de paridad impar y un bit de fin, esto permite que la UART receptora identifique el inicio de cada caracter, y para detectar errores en la transmisión debidos a ruido u otro tipo de interferencia. La cadena completa de bits se muestra en la siguiente figura 3.1

Figura 3.1 Cadena de bits de caracteres

El bit menos significativo, D0 se envía primero. La mayoría de los protocolos seriales permiten pausas entre los caracteres, debido a las especificaciones de tiempo de Hart esto no es posible, de ocurrir dicho retraso se asume que la comunicación no fue establecida.

Formato del mensaje:

El mensaje tiene un formato como el observado en la figura 3.2

Figura 3.2 Formato de los mensajes Hart

Existen el formato largo y el formato corto. Los primeros instrumentos Hart (inclusive la revisión 4) siempre utilizaron el formato corto. En este formato, la dirección del esclavo un byte, de valor cero, para configuración punto-punto o del 0 al 15 para configuración multipunto. Esta corta dirección se denomina dirección multipunto. La revisión 5 introduce el formato largo. En

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este, la dirección del esclavo es un número de identificación único, un número de 38 bits derivado del código del fabricante, el código del tipo de dispositivo y el número de identificación del dispositivo. Este formato impide que los esclavos tomen mensajes que no le corresponden. De un modo estricto, el identificador único, no es único, pueden haber hasta cuatro veces el mismo número, ya que del código del fabricante solo se toman 6 bits, cuando el número en realidad consta de 8 bits.La mayoría de los dispositivos maestros deben incluir ambos formatos en su totalidad, de modo que puedan trabajar correctamente con los dispositivos ya existentes así como con los nuevos. La revisión 5 establece que todos los dispositivos deben implementar el comando #0 ( leer identificación única) en ambos formatos del mensaje. Un maestro normalmente utilizará el comando # 0 para la primera conexión con el dispositivo, ya que en ese momento el número único de identificación no se conoce, sin embargo como el mensaje también incluye el nivel de revisión de HART, el maestro sabrá que formato deberá utilizar.

El preámbulo:El preámbulo consiste de 5 a 20 bytes con caracteres hexadecimales FF (todos 1’s). Estopermite que el receptor sincronice la frecuencia de la señal y la cadena de caracteres que recibe, después de la detección inicial del mensaje Hart. Para el primer intento y cualquier intento sucesivo de comunicación, se deberían utilizar 20 bytes de preámbulo , para tener la mayor probabilidad de éxito.

El caracter de inicio (start byte):El caracter de inicio en Hart tiene diversos valores posibles, indicando cual formato está siendo utilizado, la fuente del mensaje, y si es o no un mensaje tipo ráfaga. Estos se muestran en la tabla 3.2.

Tabla 3.2 Valores del byte de inicio

Cuando están en espera de un mensaje, los receptores se encuentran en la búsqueda de estos caracteres , como el primer caracter después de por lo menos dos caracteres FF, para indicar el inicio del mensaje.

La dirección (address bytes):El campo de dirección contiene tanto la dirección del maestro como la del esclavo del mensaje enviado. Esta contenida en un byte, para el formato corto y en 5 bytes para el formato largo. El bit más significativo de la dirección, indica si el maestro es el primario (1) o el secundario (0) . Los mensajes de tipo ráfaga son una excepción, en la cual el dispositivo alterna ambas direcciones, lo que le da oportunidad a ambos maestros de interrumpir. También en ambos formatos, el bit que le sigue al más significativo indica si el mensaje proviene de un dispositivo en modo ráfaga, lo que no implica que el mensaje sea de tipo ráfaga. En el formato corto, los dispositivos esclavos tienen direcciones de la cero a la quince. Este número se incluye de modo binario en los 4 bits menos significativos del byte de dirección. En el formato largo, la dirección de multipunto no es utilizada, en cambio, los 38 bits restantes de los cinco bytes del campo de direcciones contienen el identificador único como una dirección. En las siguientes figuras se puede observar la estructura de las direcciones.

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Estructura del formato corto

Estructura del formato largo

En la estructura de formato largo, si se asigna cero a todos los bits, se puede utilizar como un mensaje de transmisión sin destinatario específico, un mensaje que sea aceptado por todos los dispositivos; esto es solo posible si los datos en el mensaje determinan cual de los dispositivos debe responder..

Comando:El campo de comando contiene un entero del 0 al hexadecimal FD o al decimal 253, como su nombre lo indica representa el comando HART. El comando recibido se incluye en la respuesta del esclavo al ser enviada. Ya que para cada comando se define una estructura específica para el campo de datos, y una respuesta en particular, se dedica una sección a éste campo.

Cuenta de bytes:Este campo contiene un entero, que indica el número de bytes que forman el resto del mensaje (eso es los campos de estado y de datos, la suma de verificación no se incluye). El dispositivo receptor utiliza esto para identificar el byte de suma de verificación y saber cuando el mensaje está completo. Como el campo de datos esta limitado a 25 bytes máximo, esta cuenta puede ser cualquier número entre 0 y 27.

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Estado:El campo de estado también es llamado el “código de respuesta”, solo se incluye en el mensaje de respuesta de un esclavo. Consta de dos bytes, que reportan cualquier error de comunicación, el estado del comando recibido (como por ejemplo dispositivo ocupado o que no reconoce dicho comando), y el estado de operación del esclavo.

Datos:No todas las respuestas contienen datos. Para aquellas que si lo hacen, y de modo que cumplan con las reglas de tiempo, el campo de datos no puede exceder los 25 bytes. Los datos pueden estar en forma de enteros sin signo, números de punto flotante o cadenas de caracteres ASCII. El número de bytes del campo de datos, y el formato de datos utilizado para cada ítem se especifican de acuerdo al comando recibido.

Suma de verificación (checksum):El byte de suma de verificación contiene el OR exclusivo (paridad longitudinal) de todos los bytes que le preceden en el mensaje, comenzando con el caracter de inicio. Esto provee un segundo chequeo para la integridad de la transmisión después del de paridad por byte. La combinación de estos dos garantiza la detección de hasta tres errores en un mensaje y tiene buenas probabilidades de detectar errores en más bits.

3.5 - Ejemplo de transacciones:

En las figuras siguientes se observan ambos formatos. En cada mensaje, los valores de los bytes se muestran en hexadecimal, con los campos de dirección escrito de modo binario para mostrar claramente su composición. Los nombres de cada campo se encuentran indicados con sus siglas en ingles. START es el byte de inicio, ADDR es el byte de dirección, COM es el byte de comando, BCNT es el byte de cuenta de bytes y el CHKS es el byte de suma de verificación.

Maestro a Esclavo:

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Esclavo a Maestro:

Transacción en formato corto

Maestro a Esclavo:

Esclavo a Maestro:

Transacción en formato largo

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Comandos y datos respectivos, bytes de estado

En este capítulo se describe la clasificación de los comandos de HART, y se da detalles encuanto a la estructura de datos utilizados en la mayoría de ellos. Esto corresponde al nivel número 7 del modelo OSI, el nivel de aplicación.Los comandos se dividen en tres grupos específicos, a saber, los comandos universales, los comandos de práctica común y los comandos específicos del dispositivo.

Los comandos universales:

Los comandos universales se encuentran entre 0 y 30. Estos proveen funciones que sonimplementadas en todos los dispositivos Hart. La tabla 4.1 contiene un resumen de estas funciones.

Tabla 4.1 Comando universales

Comandos de práctica común:

Estos se encuentran en el rango 32 a 126. Proveen funciones comunes a muchos dispositivos de campo. Si estas funciones son implementadas en el dispositivo, estos comandos deben ser utilizados para invocarlas. En la tabla 4.2 se observa un resumen de dichos comandos.

Tabla 4.2 Comandos de práctica común

Comandos específicos de dispositivo:

Los comandos específicos de dispositivo se encuentran en el rango 128 a 253. Sus funciones son más o menos únicas para cada dispositivo. En la revisión 4 y anteriores, los comandos específicos de dispositivo siempre incluían el código del tipo de dispositivo como el primer byte

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del campo de datos, para asegurarse de que un comando nunca llegara a un dispositivo no compatible. Esto fue abandonado en la revisión 5, cuando se incluyó el número identificador único, que cumple con la misma función.

Datos:

No todas las respuestas a comandos contienen datos. Para esos que si lo hacen, se puedenincluir un máximo de 25 bytes. Los datos pueden ser representados como:

Enteros 8,16,24 o 32 bits sin signo. Números de punto flotante- Formato de IEEE 754 de punto flotante de precisión. Cadenas de caracteres ASCII-usualmente 4 caracteres por cada 3 bytes. Ítem enumerados para una lista estándar.

Si un comando no tiene éxito (indicado por error en el campo de estado), las respuestas nodeben contener datos. La respuesta a un comando exitoso siempre incluye el mismo set de variables como las contenía el mensaje de comando; sin embargo, los valores en la respuesta son los actualmente utilizados, tomados de la memoria del dispositivo de campo, al igual que cualquier aproximación involucrada. El número de bytes de datos, y el formato de los mismos (de cada elemento) son especificados para cada comando.

Bytes de estado:

Dos bytes de estados, también conocidos como “código de respuesta”, están incluidos en cada mensaje de los dispositivos de campo. Entre ellos, estos dos bytes guardan tres tipos de información diferente: errores de comunicación, respuestas a comandos, y estado del dispositivo de campo. Los errores de comunicación son aquellos que podrían ser detectados por la UART. Además informa cualquier incongruencia entre el registro de recepción y la suma de verificación. Los comandos de respuesta (enteros en el rango de 0 a 127) se categorizan como errores o advertencias. Y teniendo múltiples o un simple significado.El campo de estado de los dispositivos de campo incluye ambos, condición de falla o deoperación anormal, por lo que no implica que el dispositivo esté fallando. Muchos dispositivos ofrecen más información de estado de la que se puede codificar en un solo byte.

Ventajas del protocolo HART

• Permite soportar hasta 256 variables• Los transmisores pueden conectarse entre sí a través de unbus y conectarse con 15 Dispositivos (PLC, PCs, actuadores, Transductores, etc.)• Entrega una alternativa económica de comunicación digital.• Implica un ahorro considerable en materiales eléctricos en las instalaciones multipunto.

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Las características del protocolo HART son:• Control por Conteo de Bytes• Transmisión Asincrónica HDX, punto a punto y multipunto• Carácter Básico de 1 bit de arranque, 8 de información, 1 de paridad impar y 1 de parada; NRZ• Un Maestro puede controlar hasta 15 Remotos• Operación en Modo de Respuesta Normal• Permite hasta 250 variables en cada dispositivo de campo• Distancia máxima: hasta 3000 m con par trenzado apantallado calibre AWG 24;hasta 1500 m con cable multipar, par trenzado común apantallado calibre AWG 20.• Modulación FSK, 1200 bps, con Módems Tipo Bell 202• Medio de transmisión: par trenzado y el lazo de corriente de 4-20 mA• Interfaces asociadas: RS-232D y RS-485

Conclusiones

Habiendo observado teóricamente el funcionamiento, las características y aplicaciones del protocolo HART vemos que permite ahorros al momento de la digitalización de campos industriales, ya que el protocolo hace uso de los cables instalados para comunicación analógica de 4 – 20 mA , y no es necesario ir hasta el punto en el cual se encuentra ubicado el sensor, (no siempre es accesible) para n calibrarlo, ajustes de datos o incluso cambiar la fecha, entre otras cosas.Ya que HART fue diseñado para ampliar las comunicaciones con los instrumentos de medición y control que tradicionalmente se comunicaban con señales 4-20 mA, es aplicable a todo tipo de industrias de proceso. Por tratarse de una superposición a un sistema existente, el HART ofrece una solución sin ningún riesgo para poder gozar de los beneficios que resultan de una comunicación más amplia con los dispositivos inteligentes.Si bien el HART cumple con el requerimiento de seguridad intrínseca y logra una cantidad aceptable de interoperabilidad (más de lo que la mayoría creen), su velocidad es la principal limitación.

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Apendice A:

Comparación de características entre algunos buses y protocolos

VER tabla de gonza

Bibliografía

http://www.hartcomm.org/http://www.cea-ifac.es/actividades/jornadas/XXII/documentos/A_03_IC.pdf.http://www.flotech-sf.com/HartERIKA.pdfhttp://www.hartcomm2.orghttp://mycontrols.blogspot.com/2007/10/hart-protocol.htmlhttp://en.wikipedia.org/wiki/HART_Protocol

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Índice (ver como queda, se eliminaron cosas)

Introducción...........................................................................................................................2

1 - Instrumentos Inteligentes y el protocolo HART.............................................................2

1.1 - ¿Qué es un dispositivo Inteligente?......................................................................3

1.2 - Leyendo información mediante comunicación digital.........................................4

1.3 - Comunicación multipunto....................................................................................4

1.4 - El protocolo HART..............................................................................................5

1.5 - Los comandos del protocolo HART.....................................................................6

2 - La Señal Física...............................................................................................................6

2.1 - Modulación por desplazamiento o corrimiento en frecuencia..............................7

2.2 - Los niveles de la señal..........................................................................................7

2.3 - El lazo de conexión...............................................................................................8

2.4 - Conexión de múltiples dispositivos......................................................................8

3 - Procedimiento de transacciones, código y estructura del mensaje................................9

3.1 - Procedimiento de transacción:.............................................................................10

3.2 - El modo ráfaga....................................................................................................10

3.3 - Codificación de caracteres..................................................................................10

3.4 - Formato del mensaje...........................................................................................11

3.5 - Ejemplo de transacciones...................................................................................13

4 - Comandos y datos respectivos, bytes de estado..........................................................14

4.1 - Los comandos universales.................................................................................14

4.2 - Comandos de práctica común...........................................................................15

4.3 - Comandos específicos de dispositivo................................................................15

4.4 - Elementos (ítem) enumerados...........................................................................16

4.5 - Bytes de estado..................................................................................................17

5 - Conclusiones...............................................................................................................18

6 - Bibliografía.................................................................................................................18

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