大多数用户只使用这种类型的信号，因此在许多情况下，现有设备已经可以提供所需的任何附加数据。全球安装了大约 4000 万台 Hart 设备，其中 90% 的用户仅使用模拟 4…20 mA 信号。

因此不使用配置、校准或工厂管理功能。如果改进对未使用数据的访问，估计有 20% 的设备可以提供有价值的信息。Hart 协议（高速可寻址远程传感器）在近 30 年前被标准化，现在是全球过程工业中常用的通信标准。

Hart 初的目标是通过将数字数据叠加在 4…20 mA 信号回路上来使模拟过程测量设备更智能。由于引入了其他传输方法（例如通过以太网或无线转发数据），该标准多年来一直在发展。该技术的向后兼容性和来自不同制造商的设备的互操作性确保用户不受供应商特定或区域解决方案的限制。

 

Hart 协议提供了许多只有少数用户知道的可能性。很多时候，DCS 或 PLC 就位或指定时没有 Hart 功能。因此，控制系统不使用 Hart 设备提供的额外测量和诊断数据。只有维护人员使用 Hart 界面进行本地故障排除或使用手持设备进行校准。因此，有关 Hart 设备功能的知识就会丢失。在这样的背景下，它们的优势将再次凸显出来。

配置：在简单的情况下，可以通过 Hart 协议配置设备。预配置设置允许选择操作参数，包括测量范围、工程单位和传感器类型。

校准：初始安装和配置后，用户可以通过设置零位和跨度、调整 4…20 mA 信号或考虑外部测量误差源来校准设备。

诊断

Hart 设备具有丰富的诊断数据。他们中的许多人可以监控传感器或探头的状况，从而在早期指示不准确的测量。此外，可以检测到可能导致将来出现问题的配置错误或操作模式。然而，重要的是，诊断数据用于确定大型设备的健康状况或流程的质量和效率。这有助于避免计划外维护。

多变量设备：大多数 Hart 设备都是多变量的，这意味着它们可以提供多个测量值。只有初级值由 4…20 mA 信号表示，而其他变量只能作为数字数据使用。例如，压力变送器可以提供绝压或表压过程压力以及环境温度。

温度变送器还可以为用户提供过程和环境温度以及冷端补偿值。差压变送器不仅提供差压，还提供静压和环境温度。科里奥利仪表提供质量流量、密度和温度等信息。不要忘记阀门定位器，它报告诸如阀杆的目标和实际位置以及执行器压力和向执行器输出信号等数据。


 

如果过去工厂操作员决定升级控制系统并想要访问 Hart 数据，通常会安装一个 RS485 Hart 多路复用器并将其连接到 PC。但是，大多数 PC 没有 RS485 接口，因此使用了 RS232 转换器。目前，甚至连 RS232 接口都不再经常集成在 PC 中。因此，用户必须购买设备服务器才能将 RS485 协议转换为以太网协议。事实证明，这是一个复杂的解决方案，需要配置和维护多个设备。

Hart 基金会近发布了 Hart IP 标准，本质上是基于以太网的 Hart 协议。这为与 Hart 协议的通信提供了一个用户友好且普遍可用的接口。它可以集成大多数工厂操作员已经使用的工具：Pactware（或其他 FDT 容器）、Hart Server、Hart OPC Server、Simatic PDM 和 Honeywell FDM。因此，Hart IP 考虑了工业 4.0 和工业物联网 (IIoT) 的大趋势，它们需要基于以太网的数据交换和高网络连接性。



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Hart devices are rich in diagnostic data. Many of them can monitor the condition of a sensor or probe, indicating inaccurate measurements at an early stage. In addition, a configuration error or an operating mode can be detected that may lead to problems in the future. Most importantly, however, diagnostic data is used to determine the health of a large piece of equipment or the quality and efficiency of processes. This helps to avoid unplanned maintenance.

Multivariable Devices: Most Hart devices are multivariable, meaning that they can provide multiple measurement values. Only the primary value is represented by the 4…20 mA signal, while other variables are only available as digital data. Pressure transmitters can, for example, provide absolute or gauge process pressure as well as the ambient temperature.

Temperature transmitters may also provide the user with the process and ambient temperature as well as cold junction compensation values. Differential pressure transmitters provide not only differential pressure, but also static pressure and ambient temperature. Coriolis meters deliver information such as mass flow, density and temperature. Not to forget the valve positioners, which report data such as the target and actual position of the valve stem as well as the actuator pressure and the output signal to the actuator.

Missing serial interfaces

If in the past the plant operator decided to upgrade the control system and wanted to access the Hart data, an RS485 Hart multiplexer was usually installed and connected to a PC. However, most of the PCs do not have an RS485 interface, so an RS232 converter was used. Currently, not even an RS232 interface is often integrated in the PCs any more. Users must therefore purchase a device server for conversion from RS485 to Ethernet protocol. This proves to be a complicated solution with several devices to configure and maintain.

The Hart Foundation recently published a standard for Hart IP, essentially the Hart protocol over Ethernet. This provides a user-friendly and generally available interface for communication with the Hart protocol. It enables the integration of tools that most plant operators already use: Pactware (or other FDT containers), Hart Server, Hart OPC Server, Simatic PDM and Honeywell FDM. Hart IP thus takes into account the megatrends Industry 4.0 and Industrial Internet of Things (IIoT), which require Ethernet-based data exchange and high network connectivity.