Gwida Kompluta għall-Protokoll HART: Minn Prinċipji Bażiċi għal Applikazzjonijiet ta' Komunikazzjoni fuq il-Post
I. Informazzjoni Bażika
HART (Trasduttur Remot Indirizzabbli fuq l-Awtostrada) huwa protokoll ta' komunikazzjoni b'veloċità għolja għal trasmettituri remoti indirizzabbli. It-terminu nnifsu jista' jkun daqsxejn diffiċli biex jiġi tradott. Il-protokoll HART huwa servizz ta' komunikazzjoni orjentat lejn it-tranżazzjonijiet iddisinjat għal apparati ta' kontroll tal-proċess. Apparati ta' komunikazzjoni HART Huma ddisinjati biex itejbu t-trażmissjoni tradizzjonali tas-sinjal analogu ta' 4-20 mA, u jipprovdu protokoll ta' komunikazzjoni b'bandwidth relattivament baxx u moderatament reattiv adattat għal ambjenti industrijali. L-applikazzjonijiet tal-protokoll HART jinkludu interrogazzjoni remota ta' varjabbli tal-proċess, konfigurazzjoni tal-parametri, u dijanjostika. Kif jissuġġerixxi l-isem, dan il-protokoll jintuża primarjament għal trasmettituri—għalkemm xi wħud jirreferu għalihom ukoll bħala sensuri. Filwaqt li t-terminoloġija speċifika mhix kruċjali, dak li hu importanti huwa li nifhmu eżattament x'jinvolvu dawn l-apparati. Trasmettitur, f'dan il-kuntest, huwa apparat li jiġbor parametri fiżiċi mill-ambjent tal-post—bħal temperatura, pressjoni, rata tal-fluss, u oħrajn—u joħroġhom bħala sinjal analogu standard industrijali. L-hekk imsejħa "sinjali analogi standard industrijali" jirreferu għas-sinjali ta' 4-20 mA jew 1-5 V definiti mill-Kummissjoni Elettroteknika Internazzjonali (IEC).
Allura, x'inhu eżattament Protokoll HART?
Il-protokoll HART huwa protokoll miftuħ ta' awtomazzjoni industrijali li jikkombina sinjali analogi u diġitali. HART jintuża ħafna f'sistemi ta' proċess u strumentazzjoni, li jvarjaw minn applikazzjonijiet ta' awtomazzjoni fuq skala żgħira għal sistemi industrijali kumplessi ħafna. L-aktar vantaġġ notevoli tiegħu huwa li jippermetti komunikazzjoni permezz ta' linji konvenzjonali ta' kurrent tal-istrument ta' 4–20 mA; is-saff fiżiku tal-wajer Protokoll HART jikkonsisti minn par ta' wajers.
🔧Dan il-wajer jista' jipprovdi l-enerġija lill-apparat.
🔧Il-konduttur intern huwa linja ta' kurrent ta' 4-20mA.
🔧Komunikazzjoni analoga u diġitali simultanja
X'inhi komunikazzjoni analoga? Tirreferi għall-kunċett ta' kwantitajiet fiżiċi li joħorġu permezz ta' sinjal ta' 4-20mA, kif imsemmi qabel. Pereżempju, jekk trasmettitur tat-temperatura jkun installat fuq il-post u l-firxa tal-kejl tat-temperatura attwali tiegħu hija minn -200℃ sa 500℃, allura 4mA jikkorrispondi għal -200℃, filwaqt li 20mA jikkorrispondi għal 500℃. Ir-relazzjoni bejn dawn il-valuri hija kif ġej:
Il-protokoll ta' komunikazzjoni diġitali tiegħu jappoġġja:
🔹Aċċessa l-parametri u l-informazzjoni dijanjostika tal-istrument—mhux biss qari sempliċi, iżda pjuttost kmandi speċjalizzati u definiti pubblikament għall-irkupru tad-dejta dijanjostika.
🔹Xi tfisser li tappoġġja apparati b'ħafna varjabbli? Pereżempju, jekk trasmettitur jista' jkejjel kemm il-pressjoni kif ukoll it-temperatura simultanjament, jissejjaħ trasmettitur b'varjabbli doppji.
🔹Monitoraġġ tal-Istatus tat-Tagħmir Online
🔹Standard de facto kompletament miftuħ
🔹Kmandi Ġenerali Standard u Strutturi tad-Data
🔹Appoġġ għal DDL (Device Description Language)—xi tfisser din? Hija lingwa ta' deskrizzjoni testwali standardizzata li tiġbor l-informazzjoni dwar l-apparat, u b'hekk tippermetti lil softwer ieħor ta' konfigurazzjoni jimportaha direttament u b'hekk jikseb interoperabbiltà. Din hija preċiżament il-qawwa tal-istandards: li apparati magħmula minn manifatturi differenti jistgħu jiġu konnessi malajr f'netwerk f'sistema waħda, u b'hekk is-sistemi ta' kontroll tal-proċess jiffunzjonaw bla xkiel. Il-karatteristiċi tal-komunikazzjoni analoga tagħha:
💡Komunikazzjoni analoga simultanja ta' 4-20mA u komunikazzjoni diġitali.
💡Kompatibbli ma' apparati eżistenti ta' 4-20mA, anke jekk apparat partikolari ta' 4-20mA ma jappoġġjax HART.
💡Is-simulazzjoni 4-20mA nnifisha tikkostitwixxi forma ta' komunikazzjoni. Pereżempju, transducer tal-kejl jista' jiġi konness direttament ma' kanal analogu ta' 4-20mA fuq kontrollur, u jittrażmetti l-valuri tal-kejl lill-kontrollur f'ħin reali. Min-naħa tiegħu, l-output ta' 4-20mA tal-kontrollur jista' jiġi konness mal-kanal tad-dħul ta' 4-20mA ta' attwatur (bħal kontrollur tal-valv), u b'hekk jikkontrolla l-grad tal-ftuħ tal-valv u jifforma sistema ta' kontroll b'ċirkwit magħluq.
Dan l-artiklu primarjament jintroduċi HART, li hija bbażata fuq is-saff fiżiku tal-konnessjonijiet bil-fili. L- HART Is-saff fiżiku jappoġġja wkoll 2.4 GHz, u jopera skont l-istandard 802.15.4.
Saff fiżiku mingħajr fili standardizzat.
II. Saffi tan-Netwerk
Mill-introduzzjoni ta' qabel, diġà ksibna fehim ġenerali tal-informazzjoni ewlenija. Issa ejja nagħtu ħarsa lejn l-istruttura f'saffi tal-protokoll.
Kif muri fil-figura ta' hawn fuq, il-protokoll HART jikkorrispondi mal-mudell OSI u jimplimenta l-5 saffi tiegħu:
✅ Saff fiżiku bil-fili:
Hawn nota oħra: Is-saff fiżiku tal-protokoll huwa responsabbli għat-trażmissjoni tal-fluss BIT. Fil-fatt, tista' tuża saffi fiżiċi oħra biex tittrażmetti messaġġi HART? Naturalment, tista'— pereżempju, tista' saħansitra tuża SPI kemm biex tittrażmetti kif ukoll biex tirċievi. Allura għaliex in-nies ma jagħmlux dan? Ir-raġuni hija li alternattivi bħal dawn ma jistgħux jadattaw għall-ambjenti storbjużi li tipikament jinstabu f'ambjenti industrijali, u lanqas ma jistgħu jissodisfaw ir-rekwiżiti tan-netwerking fuq il-post, bħall-arbitraġġ tal-karozzi tal-linja.
✅ Saff fiżiku FSK:
Is-saff fiżiku tal-HART bil-fili primarjament juża l-Frequency Shift Keying (FSK) biex jimmodula 0s u 1s fuq il-linja tal-kurrent ta' 4-20mA; l-FSK se jiġi introdott f'aktar dettall aktar tard.
✅ Saff fiżiku tal-PSK:
Fil-fatt, huwa C8PSK (Coherent 8-way Phase Shift Keying), li hija teknika ta' modulazzjoni ta' komunikazzjoni diġitali li tittrażmetti d-dejta billi tvarja l-fażi ta' sinjal ta' referenza ta' frekwenza kostanti—magħruf bħala t-trasportatur. It-terminu "fażi" jirreferi għall-aġġustament preċiż tal-ħin tal-forma tal-mewġa tad-dħul tas-sinus jew tal-kosinus biex tinkiseb il-modulazzjoni.
✅Saff fiżiku RS-485:
Dan huwa xarabank tas-serje differenzjali half-duplex relattivament komuni. Fil-fatt, apparati ta' dan it-tip mhumiex mainstream fil-protokoll HART u mhumiex użati ħafna.
✅Saff fiżiku mingħajr fili:
HART mingħajr fili juża saff fiżiku fil-medda ta' 2.4 GHz ibbażat fuq IEEE 802.15.4.
IEEE 802.15.4 huwa standard tekniku li jiddefinixxi l-operazzjoni ta' netwerks ta' żona personali mingħajr fili b'rata baxxa (LR-WPANs). Jispeċifika s-saff fiżiku u l-kontroll tal-aċċess għall-midja għal LR-WPANs u huwa miżmum mill-Grupp ta' Ħidma IEEE 802.15, li ddefinixxa dan l-istandard għall-ewwel darba fl-2003. Iservi bħala l-pedament għal speċifikazzjonijiet bħal Zigbee, ISA100.11a, WirelessHART, MiWi, 6LoWPAN, Thread, u SNAP—kull wieħed minnhom jestendi aktar l-istandard billi jiżviluppa saffi ta' fuq li mhumiex definiti fl-IEEE 802.15.4. 6LoWPAN jiddefinixxi wkoll ir-rabta tal-verżjoni IPv6 tal-Protokoll tal-Internet (IP) fuq il-WPANs u huwa nnifsu użat minn protokolli ta' saff ta' fuq bħal Thread. Ta' min jinnota li filwaqt li l-WIFI jopera wkoll fil-medda ta' 2.4 GHz, jikkonforma mal-istandard 802.11. Fir-rigward tan-netwerks tal-mesh, huwa faċli li tifhmu ladarba tagħti ħarsa lejn id-dijagramma tat-topoloġija tan-netwerk hawn taħt:
🔹 Saff tal-link:
💡Is-saff tal-kollegament tad-dejta jipprovdi mogħdija ta' komunikazzjoni affidabbli u orjentata lejn it-tranżazzjonijiet għat-trażmissjoni tad-dejta. Fil-komunikazzjoni FSK/PSK HART, id-dejta tiġi trażmessa permezz ta' kejbils b'par mibrum, li jistgħu jġorru simultanjament sinjali ta' 4-20mA. Is-saff tal-kollegament tad-dejta juża informazzjoni dwar l-iskoperta ta' żbalji u l-protokoll tat-Talba għal Ripetizzjoni Awtomatika (ARQ) biex jitlob it-trażmissjoni mill-ġdid ta' blokki ta' dejta li setgħu ġew korrotti minn storbju tal-linja jew interferenza oħra, u b'hekk jikkoreġi żbalji kkawżati minn storbju fuq il-kollegament tal-komunikazzjoni.
💡Għal Wireless HART, il-ġestjoni tal-link u d-detezzjoni tal-ħabtiet jitwettqu bl-użu ta' mekkaniżmu TDMA/CSMA sinkronizzat fil-ħin. Fil-każ ta' detezzjoni ta' żball, tintuża teknika ta' frequency-hopping biex terġa' tittrażmetti t-talba awtomatikament. Il-frequency-hopping jinvolvi d-diviżjoni tal-bandwidth speċifikata mill-istandard 802.15.4 f'diversi kanali. L-apparati master u slave jaqblu direttament fuq mudell speċifiku ta' frequency-hopping, u b'hekk jużaw b'mod effettiv il-kanali inattivi disponibbli.
🔹Saff tan-Netwerk (Wireless HART biss): Jimplimenta primarjament l-ottimizzazzjoni tal-enerġija u l-ġestjoni tan-netwerk tal-mesh. Sinkronizzazzjoni tal-ħin tan-netwerk—il-preċiżjoni tas-sinkronizzazzjoni tal-ħin hija kritika għan-netwerks ibbażati fuq Time-Division Multiple Access (TDMA). Mingħajr sinkronizzazzjoni preċiża tal-ħin, in-netwerk se jikkollassa.
🔹Saff tat-Trasport: Is-saff tat-trasport HART primarjament jitkisser u jittrażmetti blokki kbar ta' dejta.
🔹Saff tal-Applikazzjoni: Is-saff tal-applikazzjoni jiddefinixxi l-kmandi, ir-risposti, it-tipi ta' dejta, u r-rapporti tal-istatus komuni appoġġjati mill-protokoll. Għalhekk, l-HART Is-saff tal-applikazzjoni għandu rwol kruċjali fl-iżgurar tal-interoperabbiltà fost apparati minn manifatturi differenti. L-interoperabbiltà, f'dan il-kuntest, tirreferi mhux biss għall-konnettività iżda wkoll għad-definizzjoni ta' operazzjonijiet fil-livell tal-applikazzjoni. Pereżempju, trasmettitur tat-temperatura konness ma' sistema ta' kontroll jista' faċilment u malajr jifforma sistema ta' kontroll tat-temperatura flimkien ma' kontrollur ieħor tal-valv jew kontrollur tat-tisħin.
III.Dokument ta' Speċifikazzjoni HART
HART oriġinarjament kien immexxi mill-Fondazzjoni HART, iżda issa huwa amministrat mill-FieldComm Group. Il-FieldComm Group ġie ffurmat permezz tal-għaqda tal-Fieldbus Foundation (komunement imsejħa FF) u l-HART Foundation, li għaqqdet il-ġestjoni kemm tal-istandards tal-karozzi tal-linja FF kif ukoll tal-HART. Jekk inti interessat, tista' titgħallem aktar fuq https://www.fieldcommgroup.org/. Allura, x'inhuma l-komponenti ewlenin ta' il-protokoll HART dokumentazzjoni standard? Hawnhekk hawn mappa mentali li tiġbor fil-qosor dawn ir-riżultati għar-referenza tiegħek:
Kif muri fid-dijagramma ta' hawn fuq, HART żviluppat ukoll protokolli ta' komunikazzjoni korrispondenti għal diversi tipi ta' apparati industrijali, bħal trasmettituri tat-temperatura, trasmettituri tal-pressjoni, kontrolluri tal-valvijiet, kontrolluri PID, totalizzaturi, trasmettituri tal-livell, trasmettituri tal-fluss tal-massa Coriolis, trasmettituri tal-fluss vortiċi, u trasmettituri tal-fluss elettromanjetiku, fost oħrajn.
Fir-rigward tal-Wireless HART, dan huwa deskritt b'mod komprensiv fid-dokument HCF_SPEC_290. B'din id-dijagramma, jekk inti involut f'xogħol ta' żvilupp relatat, żgur li se tikseb fehim aktar ċar tad-dokumenti standard tal-HART. Il-protokoll HART, li jikkorrispondi għal GB/T 29910.1–6-2013 tip 20, ġie inkorporat fl-IEC61158 fl-2017, u allinjat mas-sottokategorija tiegħu tip 20.
Sussegwentement, se nipprovdu introduzzjoni aktar dettaljata għas-saff fiżiku relattivament importanti, is-saff tal-kollegament tad-dejta, u s-saff tal-applikazzjoni.
IV. Saff Fiżiku
Ġeneralment, kemm is-saff fiżiku FSK/PSK kif ukoll is-saff tal-kollegament tad-dejta huma ddisinjati skont il-mudell deskritt hawn taħt. Dan l-artiklu jiffoka biss fuq is-saff fiżiku FSK l-aktar użat komunement; dawk interessati fis-C8PSK jistgħu jirreferu għal HCF_SPEC-60.
4.1 Saff fiżiku FSK
HART juża binarju frequency-shift keying (BFSK), l-hekk imsejjaħ BFSK jinvolvi l-konverżjoni tad-dejta li għandha tiġi trażmessa fi fluss ta' bits binarju u mbagħad is-superimpożizzjoni tagħha fuq sinjali ta' frekwenza korrispondenti. Fi kliem sempliċi, il-proċess ta' trasmissjoni u riċeviment jista' jinftiehem kif muri fil-figura hawn taħt:
Il-modulatur u d-demodulatur flimkien jiffurmaw modem; kważi l-komunikazzjoni kollha bejn apparati tinvolvi proċess ta' modulazzjoni-demodulazzjoni bħal dan.
4.2 Modulatur tat-trasmettitur:
Bejn żewġ frekwenzi tas-sinjali differenti, is-sinjal jaqleb bejn il-Frekwenza 1 u l-Frekwenza 2 f'intervalli ta' ħin fissi, skont jekk il-bit binarju tad-dħul huwiex 0 jew 1, u b'hekk jingħaqad f'sinjal wieħed tal-ħruġ. Dan is-sinjal fiżiku mbagħad jiġi trasmess fuq mezz fiżiku. Naturalment, f'implimentazzjonijiet prattiċi tal-FSK, diversi parametri u dettalji tal-implimentazzjoni jagħtu lok għal tipi differenti, inkluż keying ta' bidla fil-frekwenza tal-fażi kontinwa, keying ta' bidla fil-frekwenza Gaussjana, keying ta' bidla fil-frekwenza minima, keying ta' bidla fil-frekwenza Gaussjana minima, u keying ta' bidla fil-frekwenza awdjo.
4.3 Demodulatur tat-tarf li jirċievi:
It-tarf li jirċievi jieħu s-sinjali elettriċi li jaslu mill-mezz fiżiku u jaqsamhom f'żewġ mogħdijiet, kull wieħed minnhom jidħol f'filtru bandpass. Dawn il-filtri bandpass huma sintonizzati għall-frekwenzi ta' modulazzjoni 0/1 li jikkorrispondu mal-modulatur. Is-sinjal utli jiġi estratt minn dawn il-filtri u mbagħad jiddaħħal f'ċirkwit ta' ditekter, li jikkonverti s-sinjal f'sinjal diġitali. Is-sinjali diġitali doppji jiġu sussegwentement ipproċessati minn ċirkwit ta' deċiżjoni li jiddekodifikahom fi fluss ta' dejta binarju skont ir-rata tal-baud korrispondenti, u b'hekk jitlesta l-proċess ta' demodulazzjoni fis-saff fiżiku. Ovvjament, il-passbands ta' dawn iż-żewġ filtri bandpass iridu jkunu mhux sovrapposti sabiex jiġu estratti b'mod preċiż is-sinjali ta' frekwenza utli rispettivi.
4.4 Kif jaħdem l-FSK ta' HART?
HART juża t-teknoloġija Continuous Phase Frequency-Shift-Keying (CPFSK). It-terminu "fażi kontinwa" jirreferi għall-fatt li 0s u 1s biswit xulxin jistgħu jiġu osservati bħala li għandhom tranżizzjoni bla xkiel u kontinwa—fi kliem sempliċi, l-assenjazzjonijiet tas-sinjali huma kontinwi. HART juża sinjal ta' kurrent sinusoidali ta' 1200 Hz biex jirrappreżenta l-loġika 1, filwaqt li sinjal ta' kurrent sinusoidali ta' 2200 Hz jintuża biex jirrappreżenta l-loġika 0. It-tul taż-żmien kemm għat-tranżizzjonijiet minn 0 għal 1 kif ukoll minn 1 għal 0 huwa identiku, kull waħda ddum ċiklu wieħed tal-mewġa sinusoidali ta' 1200 Hz. Dawn is-sinjali modulati mbagħad jiġu superimposti linearment fuq il-linja tal-kurrent ta' 4–20 mA;
Il-protokoll HART jistipula li l-medda ta' frekwenza tas-sinjal modulat trid essenzjalment tkun fil-medda ta' 500 Hz sa 10 kHz:
Il-frekwenza tal-modulazzjoni tal-kanal tat-trasmettitur ta' 4-20mA hija inqas minn 1200 Hz. Biex jiġu eliminati dawn is-sinjali modulati, l-apparat japplika filtru low-pass qabel ma s-sinjal jiddaħħal fiċ-ċirkwit ta' konverżjoni I/V tal-apparat konness, fejn imbagħad jittieħed kampjun tal-kurrent tal-linja. Għalhekk, fit-tarf tal-konnessjoni, tipikament ikun imqabbad reżistur ta' 250 ohm b'mod parallel biex jikkonverti s-sinjal ta' 4-20mA f'sinjal ta' 1-5V; naturalment, jistgħu jintużaw ukoll reżistenti oħra.
Valur tar-reżistenza. F'applikazzjonijiet ta' kejl industrijali, il-varjabbli tal-proċess huma tipikament sinjali ta' frekwenza baxxa; għalhekk, dan id-disinn huwa perfettament aċċettabbli.
V. Saff tal-Link
Is-saff tal-link jipprovdi servizzi ta' data-link stabbli u affidabbli lis-saffi ta' fuq, jimmaniġġja l-aċċess għall-midja tas-saff fiżiku tas-saffi t'isfel, u jiddefinixxi l-istruttura tal-pakketti tad-data.
5.1 Struttura tal-Qafas
Ejja l-ewwel nagħtu ħarsa lejn l-istruttura tal-messaġġ tal-protokoll HART:
Is-somma ta' kontroll hija ġġenerata bl-użu ta' algoritmu ta' kontroll XOR, li jinvolvi t-twettiq ta' operazzjoni XOR fuq il-bytes validi kollha li jibdew mill-byte li jiddefinixxi lilu nnifsu. Preċedentement tfasslet mappa mentali tal-istruttura tal-messaġġ; hija mehmuża hawn:
Peress li t-tip ta' indirizz jista' jkun jew byte wieħed jew 5 bytes
🔹Iddetermina l-post tal-qasam Byte Count ibbażat fuq it-tip ta' indirizz.
🔹L-algoritmu biex tiġi ddeterminata l-pożizzjoni biex jiġu ċċekkjati u riċevuti l-frejms ibbażati fuq it-tul tal-Byte Count huwa primarjament implimentat permezz tal-avvenimenti ewlenin li ġejjin:
Format tal-indirizz twil: jikkonsisti mit-tip ta' indirizz tal-istazzjon ewlieni, il-bandiera tal-modalità Burst, il-qasam tat-tip ta' apparat, u l-qasam tal-ID.
Tip ta' Sit Prinċipali: Stazzjon Primarju – Stazzjon Awżiljarju u Tipi ta' Apparati
Tip ta' apparat—irreferi għall-mappa mentali hawn taħt għal definizzjonijiet dettaljati tat-tipi ta' apparati:
5.2 Servizz ta' Ġestjoni tal-Midja
Il-primittivi tal-protokoll jirrappreżentaw rappreżentazzjonijiet astratti ta' operazzjonijiet speċifiċi; il-kontroll tas-saff fiżiku jinkludi l-ġestjoni ta' dawn l-operazzjonijiet.
(1) Il-primittiva RESET—kemm jekk tkun modem li bnejt int stess jew ċippa eżistenti—tirrikjedi l-implimentazzjoni ta' operazzjoni ta' state-reset. Pereżempju, ċippa disponibbli kummerċjalment tista' tipprovdi pin ta' reset jew kmand ta' kontroll; f'dak il-każ, l-ipprogrammar jinvolvi l-kontroll tas-saff fiżiku biex iwettaq ir-reset.
(2) ENABLE hija primitiva ta' attivazzjoni użata biex tikkontrolla l-operazzjoni ta' attivazzjoni tas-saff fiżiku, bħall-kontroll tal-pin ENABLE ta' ċippa MODEM.
(3) Il-primittiva tat-trażmissjoni/riċeviment tad-DATA tikkontrolla t-trażmissjoni u r-riċeviment tad-dejta tas-saff fiżiku. Għat-trażmissjoni, tfisser li tintbagħat dejta tas-saff ta' fuq lis-saff fiżiku għat-trażmissjoni fuq il-mezz tal-bus; għar-riċeviment, tinvolvi l-iffrejmjar tal-istream BIT riċevut mis-saff fiżiku u t-tlugħ tiegħu fis-saff ta' fuq.
B'mod ġenerali, l-operazzjonijiet ta' kontroll gwida għandhom jinteraġixxu mas-saff fiżiku skont id-dijagramma ta' interazzjoni deskritta hawn fuq. Nota: L-istandard juża SAP (Service Access Point) għad-deskrizzjoni. SAP huwa essenzjalment kunċett astratt użat biex jirreferi għal mezz jew servizz ta' saff ogħla. Fir-rigward ta' dan it-terminu, m'hemmx għalfejn issibu diffiċli biex tifhmu.
5.3 Servizz ta' Ġestjoni tal-Links
(1) Il-ġestjoni tal-links tiddeskrivi primarjament is-servizzi pprovduti mis-saff tal-links lis-saff tal-applikazzjoni. Dawn is-servizzi jaqgħu f'żewġ kategoriji ewlenin: servizzi ta' messaġġi u servizzi ta' ġestjoni.
(2)Servizzi ta' Messaġġi:Dawn jipprovdu l-funzjonalità bażika għat-trażmissjoni ta' messaġġi u l-irċevuta ta' tweġibiet. Barra minn hekk, l-SAPs huma speċifikati biex jippermettu l-qbid ta' messaġġi mhux mitluba—pereżempju, il-qbid ta' messaġġi burst. Servizzi ta' Ġestjoni: Is-servizzi ta' ġestjoni jirreferu għal dawk li jippermettu l-konfigurazzjoni tal-parametri tas-saff tal-link tad-dejta nfushom.
5.4 Is-saff tal-applikazzjoni jimplimenta tliet operazzjonijiet bażiċi tas-saff tal-link.
(1) Primittiv tas-servizz ta' trażmissjoni: Is-saff tal-applikazzjoni jibgħat messaġġ lis-saff tal-link.
(2) Primittiva tas-servizz RECEIVE: Tirċievi messaġġi u tittrażmettihom lis-saff tal-applikazzjoni.
(3)Servizz ta' qbid ĊIKLIKU primittiv: Jirċievi messaġġi Burst tal-bus perjodikament. "Burst" jirreferi għal messaġġ imxandar perjodikament minn stazzjon partikolari fuq il-bus—tipikament, valuri tal-kejl jew informazzjoni ta' kontroll jiġu mxandra perjodikament. L-apparat li jirċievi jista' jaqbad din id-dejta biex jimplimenta kontrolli tal-applikazzjoni korrispondenti.
5.5 Kontroll tal-Midja
L-ebda apparat Buest: Primarjament responsabbli għall-kontroll tal-kontenzjoni tal-mezz, juża mekkaniżmu ta' token-passing għall-kontroll tal-kontenzjoni tal-mezz. Meta ma jkun hemm l-ebda apparat Buest fuq il-bus, il-magna tal-istat tal-kontroll tiegħu hija kif ġej:
L-apparati tal-bus jistgħu primarjament jiġu kkategorizzati fi tliet tipi: l-istazzjon ewlieni primarju, l-apparati skjavi, u l-istazzjon ewlieni awżiljarju. It-token jinxtegħel u jiġi kkontrollat fost dawn it-tliet entitajiet skont il-magna tal-istat deskritta hawn fuq. It-trażmissjoni tad-dejta dejjem tinbeda mill-istazzjon ewlieni, filwaqt li l-istazzjonijiet skjavi huma mistennija li jirrispondu. Dan jikkostitwixxi mod ta' komunikazzjoni master-slave. L-unika konsiderazzjoni hija li meta l-istazzjon ewlieni primarju fuq il-bus jibda l-komunikazzjoni, l-istazzjon skjavi għandu jirrispondi. Jekk, matul il-perjodu ta' rispons tat-token, l-istazzjon skjavi jonqos milli jirrispondi jew ma jlestix ir-rispons tiegħu, it-token jiġi mgħoddi lill-istazzjon ewlieni awżiljarju.
Hemm apparat Burst: Jekk apparat fil-bus jappoġġja l-modalità Burst, ir-rwol tal-apparat tal-bus ikollu stat addizzjonali wieħed, u l-magna tal-istat tat-token-passing tiegħu ssir kif ġej:
Fil-fatt, it-token sempliċement għandu rwol ieħor li jista' jinkiseb; il-mekkaniżmu sottostanti għadu l-istess kif deskritt hawn fuq.
5.6 Saff tal-Applikazzjoni
Definizzjonijiet ewlenin tas-saff tal-applikazzjoni:
🔹 Il-format għat-trażmissjoni tad-dejta tal-applikazzjoni permezz tal-protokoll;
🔹 Regoli tal-verżjonijiet għall-apparati kollha tal-qasam;
🔹 Iddefinixxi numri ta' kmandi universali, konvenzjonijiet universali, u kmandi speċifiċi għal apparati individwali u familji ta' apparati;
🔹Rekwiżiti tal-kostruzzjoni għal kmandi HART proprjetarji; bytes tal-istatus tal-kmand li għandhom jiġu rritornati fir-risposti kollha tal-kmand; status operattiv tal-apparat u varjabbli tal-apparat fuq il-post.
🔹Il-host jintuża biex jidentifika apparati fuq il-post u jimmaniġġja l-proċess tan-netwerk HART.
Barra minn hekk, is-saff tal-applikazzjoni jispeċifika wkoll 12-il prinċipju bażiku:
🔹L-apparati kollha għandhom jikkonformaw mar-reviżjoni valida u kompatibbli tal-ispeċifikazzjonijiet tal-protokoll ta' komunikazzjoni fil-qasam HART.
🔹Dawk assenjati lin-Nru. 48 iridu jikkonformaw mar-rekwiżiti speċifikati fl-Istandards tal-Proċeduri Operattivi Ġenerali.
🔹Il-kmandi qatt m'għandhom jitħassru minn xi apparat fi kwalunkwe ħin, għal raġunijiet ta' kompatibilità. It-tifsiriet ta' kwalunkwe oġġett ta' dejta fil-kmandi appoġġjati mit-tagħmir fuq il-post m'għandhomx jinbidlu.
🔹Oġġetti tad-dejta jistgħu jiżdiedu fl-aħħar ta' kwalunkwe kmand.
🔹Id-dħul m'għandux jitħassar mit-tabella tal-enumerazzjoni, mill-oqsma tal-bits, jew mill-kodiċijiet tar-rispons. In-numru tal-kodiċi tal-varjabbli tal-apparat m'għandux jinbidel.
🔹Is-serje tal-apparat tal-varjabbli tal-apparat trid tibqa' fissa.
🔹Il-klassifikazzjoni tal-varjabbli tal-apparat trid tibqa' fissa.
(1)Billi ssegwi r-regoli t'hawn taħt, l-apparati fuq il-post jistgħu jiġu aġġornati minn HART 4 mingħajr ma jinbidel it-tip ta' apparat:
Ir-rekwiżiti kollha tal-ispeċifikazzjoni tal-protokoll ta' komunikazzjoni fil-qasam HART immirati mir-reviżjoni tat-tagħmir iridu jiġu osservati. Il-kmandi 4 u 5 iridu jitħassru. Bl-eċċezzjoni tal-kmand 0, il-kmandi kollha jridu jiġu implimentati esklussivament f'format ta' frame twil; il-kmand 0 irid ikun appoġġjat kemm fil-format ta' frame qasir kif ukoll f'dak ta' frame twil. Implimentazzjoni tal-format.
Bit separat għall-bidla fil-konfigurazzjoni għandu jiġi pprovdut fil-byte tal-istatus tal-apparat għal kull host (jiġifieri, bit wieħed għall-host primarju u ieħor għall-host sekondarju). Malli jirċievi l-kmand 38, il-bit li jikkorrispondi biss għall-host li ħareġ il-kmand irid jiġi rrisettjat. Skont ir-rekwiżiti tal-HART 5, dawn il-bits iridu jkunu mhux volatili—jiġifieri jżommu l-istat tagħhom anke f'każ ta' qtugħ tad-dawl. Bit separat għall-bidu kiesaħ għandu jiġi pprovdut fil-byte tal-istatus tal-apparat għal kull host. L-apparat irid jappoġġja l-kmandi 38 u 48 kif speċifikat fl-Ispeċifikazzjoni tal-Kmand tal-Prattika Ġenerali.
(2)Skont ir-regoli li ġejjin, l-apparati tal-qasam jistgħu jiġu aġġornati minn HART 5 mingħajr ma jinbidel it-tip ta' apparat. Ir-rekwiżiti kollha speċifikati fl-istandard tal-protokoll ta' komunikazzjoni tal-qasam HART applikabbli għar-reviżjoni tal-apparat iridu jiġu ssodisfati. Bit separat għall-bidla fil-konfigurazzjoni għandu jiġi pprovdut fil-byte tal-istatus tal-apparat għal kull host. Bit separat għall-bidu kiesaħ għandu jiġi pprovdut fil-byte tal-istatus tal-apparat għal kull host. Il-kmandi 38 u 48 speċifikati fl-Ispeċifikazzjoni tal-Kmand tal-Prattika Ġenerali għandhom ikunu appoġġjati. Jekk il-"Modalità Burst" hija appoġġjata, trid iżżid 2 "Messaġġi Burst" addizzjonali. Barra minn hekk, trid iżżid notifiki ta' avvenimenti.
(3)Skont ir-regoli li ġejjin, Biex taġġorna apparati fuq il-post minn HART 6 mingħajr ma tbiddel it-tip ta' apparat, l-apparati għandhom jikkonformaw mar-rekwiżiti kollha tal-ispeċifikazzjonijiet tal-protokoll ta' komunikazzjoni fuq il-post HART applikabbli għal-livell ta' reviżjoni tal-apparat.
Il-kmandi 38 u 48 iridu jiġu appoġġjati skont l-istruzzjonijiet fl-“Ispeċifikazzjonijiet tal-Kmand tal-Prattika Ġenerali.”
Format tal-kmand ta' żewġ bytes: Il-qasam tal-kmand huwa 0x1F, u n-numru tal-kmand estiż tal-WO byte jista' jinstab fil-qasam tad-dejta.
Fil-qosor:
Il-bus HART huwa wieħed mill-protokolli tal-fieldbus l-aktar użati għal tagħmir industrijali. Minbarra l-HART, protokolli oħra komuni tal-fieldbus jinkludu Modbus, Profibus, u l-protokoll FF Foundation Fieldbus. Fil-fatt, il-protokolli kollha ta' komunikazzjoni tal-fieldbus jaqsmu ċerti similaritajiet—din hija preċiżament ir-raġuni għaliex jeżisti l-mudell OSI ta' seba' saffi. Anke l-munzell tal-protokolli TCP/IP, li huwa marbut profondament mal-ħajja tagħna ta' kuljum, ma jistax jaħrab minn dawn ix-similaritajiet sottostanti.