hart带宽挖矿

1. 什么是HART协议，HART是什么意思

HART(Highway
Addressable
Remote
Transcer)，可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议，是美国ROSEMOUNT公司于1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。
HART装置提供具有相对低的带宽，适度响应时间的通信，经过10多年的发展，HART技术在国外已经十分成熟，并已成为全球智能仪表的工业标准。
1、HART协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号，在低频的4-20mA模拟信号上叠加幅度为0.5mA的音频数字信号进行双向数字通讯，数据传输率为1.2Mbps。由于FSK信号的平均值为0，不影响传送给控制系统模拟信号的大小，保证了与现有模拟系统的兼容性。在HART协议通信中主要的变量和控制信息由4-20mA传送，在需要的情况下，另外的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过HART协议访问。
HART通信采用的是半双工的通信方式，其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信，属于模拟系统向数字系统转变过程中过渡性产品，因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力，得到了较快发展。HART
规定了一系列命令，按命令方式工作。它有三类命令，第一类称为通用命令，这是所有设备都理解、都执行的命令；第二类称为一般行为命令，所提供的功能可以在许多现场设备（尽管不是全部）中实现，这类命令包括最常用的的现场设备的功能库；第三类称为特殊设备命令，以便于工作在某些设备中实现特殊功能，这类命令既可以在基金会中开放使用，又可以为开发此命令的公司所独有。在一个现场设备中通常可发现同时存在这三类命令。
HART采用统一的设备描述语言DDL。现场设备开发商采用这种标准语言来描述设备特性，由HART基金会负责登记管理这些设备描述并把它们编为设备描述字典，主设备运用DDL技术来理解这些设备的特性参数而不必为这些设备开发专用接口。但由于这种模拟数字混合信号制，导致难以开发出一种能满足各公司要求的通信接口芯片。HART能利用总线供电，可满足本质安全防爆要求，并可组成由手持编程器与管理系统主机作为主设备的双主设备系统。绍兴中仪电子生产的HART协议智能手操器，可以支持国内外的压力变送器、温度变送器等产品调节。

2. HART modbus profibus 这三种协议有什么区别这几种协议都是干什么用的

这是三种不同的通信协议。

HART是结合模拟与数据信号的混合协议来表现控制系统的信息。

通过使用HART，传统的4-20 mA（模拟）信号被用来代表过程变量或控制输出信号。次要的变量，设备状态和设备配置数据都在该4-20 mA信号上通过使用HART数据协议得以传输。

modbus和profibus 都是应用是工业现场的总线协议，主站控制系统合现场设备用的都比较多， HART在过程控制中用的比较多，比如一些流量计，变送器，传感器等，要把它们的数据采集到主控系统中就需要用的一些转换产品。

比如上位机是modbus协议的DCS或者PLC之类，就要用到HART转modbus的网关模块转换协议采集数据，上海泗博自动化有一款是可以满足这个需求的 型号是 HTM-611 ，当需要连接profibus主站的时候，就要用到另一个转换模块。

HPM-610 上海泗博HART转modbus 和 HART转profibus网关，都可以连接多个HART，将多台HART仪表的数据集中采集上传的上位机。

一、本质类别不同：

1、HART是结合模拟与数据信号的混合协议来表现控制系统的信息。通过使用HART，传统的4-20 mA（模拟）信号被用来代表过程变量或控制输出信号，HART不是真正的现场总线。

2、Modbus 是一个请求/应答协议。

3、PROFIBUS是一个用在自动化技术的现场总线标准。

二、用法不同：

1、HART次要的变量，设备状态和设备配置数据都在该4-20 mA信号上通过使用HART数据协议得以传输。

2、若上位机是modbus协议的DCS或者PLC之类，就要用到HART转modbus的网关模块转换协议采集数据。

3、modbus更多的具有开放式。

三、传输方式不同：

1、HART通信采用的是半双工的通信方式，属于模拟系统向数字系统转变过程中过渡性产品，因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力，得到了较快发展。

2、PROFIBUS依据EIA-485规范的电气传输方式会使用阻抗150欧姆的双绞线，比特率范围可以从9.6 kbit/s到12 Mbit/s。两台中继器之间的网络线长也有限制，随比特率的不同，上限从100米到1200米。这种传输方式主要配合PROFIBUS DP使用。

3、Modbus已经成为工业领域通信协议的业界标准（De facto），并且现在是工业电子设备之间常用的连接方式。

PROFIBUS是一个用在自动化技术的现场总线标准。

HART在过程控制中用的比较多，比如一些流量计，变送器，传感器等，要把它们的数据采集到主控系统中就需要用的一些转换产品。

若上位机是modbus协议的DCS或者PLC之类，就要用到HART转modbus的网关模块转换协议采集数据，上海泗博自动化有一款是可以满足这个需求的 型号是 HTM-611，当需要连接profibus主站的时候，就要用到另一个转换模块， HPM-610。

支持1个HART通道，多点模式下使用网关内置电阻支持连接13台仪表，使用外部电阻（250Ω）支持连接15台仪表。

HART侧可配置为第一主站或第二主站，支持突发模式，支持长短帧格式，支持所有HART命令，HART输入数据缓冲区达1600byte，输出数据缓冲区达1000byte，每通道最多可配置128条命令。

modbus和profibus 都是应用是工业现场的总线协议，主站控制系统合现场设备用的都比较多。

后来在1993年提出了架构较简单，速度也提升许多的PROFIBUS DP（DP代表Decentralized Peripherals）。

PROFIBUS FMS是用在PROFIBUS主站之间的非确定性通信。PROFIBUS DP主要是用在PROFIBUS主站和其远程从站之间的确定性通信，但仍允许主站及主站之间的通信。

(2)hart带宽挖矿扩展阅读：

PROFIBUS的历史可追溯到1987年联邦德国开始的一个合作计划，此计划有十四家公司及五个研究机构参与，目标是要推动一种串列现场总线，可满足现场设备接口的基本需求。为了这个目的，参与的成员同意支持有关工厂生产及程序自动化的共通技术研究。

PROFIBUS中最早提出的是PROFIBUS FMS（FMS代表Field bus Message Specification），是一个复杂的通信协议，为要求严苛的通信任务所设计，适用在车间级通用性通信任务。

后来在1993年提出了架构较简单，速度也提升许多的PROFIBUS DP（DP代表Decentralized Peripherals）。PROFIBUS FMS是用在PROFIBUS主站之间的非确定性通信。PROFIBUS DP主要是用在PROFIBUS主站和其远程从站之间的确定性通信，但仍允许主站及主站之间的通信。

Modbus协议目前存在用于串口、以太网以及其他支持互联网协议的网络的版本。

大多数Modbus设备通信通过串口EIA-485物理层进行。

对于串行连接，存在两个变种，它们在数值数据表示不同和协议细节上略有不同。Modbus RTU是一种紧凑的，采用二进制表示数据的方式，Modbus ASCII是一种人类可读的，冗长的表示方式。这两个变种都使用串行通信（serial communication）方式。RTU格式后续的命令/数据带有循环冗余校验的校验和，而ASCII格式采用纵向冗余校验的校验和。被配置为RTU变种的节点不会和设置为ASCII变种的节点通信，反之亦然。

对于通过TCP/IP（例如以太网）的连接，存在多个Modbus/TCP变种，这种方式不需要校验和计算。

对于所有的这三种通信协议在数据模型和功能调用上都是相同的，只有封装方式是不同的。

Modbus有一个扩展版本Modbus Plus（Modbus+或者MB+），不过此协议是Modicon专有的，和Modbus不同。它需要一个专门的协处理器来处理类似HDLC的高速令牌旋转。

它使用1Mbit/s的双绞线，并且每个节点都有转换隔离装置，是一种采用转换/边缘触发而不是电压/水平触发的装置。连接Modbus Plus到计算机需要特别的接口，通常是支持ISA（SA85），PCI或者PCMCIA总线的板卡。

HART(Highway Addressable Remote Transcer)，可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议，是美国ROSEMOUNT公司于1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。

HART装置提供具有相对低的带宽，适度响应时间的通信，经过10多年的发展，HART技术在国外已经十分成熟，并已成为全球智能仪表的工业标准。

3. 带HART协议仪表和不带HART协议仪表区别

1、性能不同

如果从模拟表系统改造成DCS系统，带HART协议仪表比不带HART协议仪表兼容性较好，改造成本低。例如带HART协议的仪表在仪表校验或维修时可以实用HART手操器，手操器的作用就是设定量程范围、清零、设定阻尼值等等。

2、操作难易不同

带HART协议仪表比不带HART协议仪表较简单，对于仪表维修提供方便。例如仪表带HART协议可以通过手操器来实时显示或修改仪表参数，有些国产的所谓智能仪表可以通过液晶表头来修改参数，但是涉及面窄。

(3)hart带宽挖矿扩展阅读

HART仪表的特点

压力变送器在工业控制领域应用十分广泛。而HART协议的应用，使得变送器达到更高的智能，每一个HART仪表的数字信号能提供近30~40项信息，如果想充分利用这些信息，就要将HART仪表建立连续的长期的通信联系。

如果使用HART仪表只是进行短时间的通信，那么，其真正的潜能就发挥不出来。HART仪表与这些信息一旦建立了长期的通讯联系，用户就可以从中获益，其主要优势有以下几点：

1、便于仪表和控制回路的调试。HART仪表都能提供仪表本身的信息，这就免去了调试人员到现场去一一确认的烦恼，调试人员从屏幕上就能很方便的了解到仪表的各种信息，包括仪表本身的型号、测量范围、制造厂商、材料、工位号等信息。

并能够掌握到仪表在各个工位上安装是否正确。调试人员在调试控制回路时，可以让HART通讯有一个模拟信号输出，通过这个模拟信号的输出来观测控制回路的动作，确认该回路工作是否正常，运用此方法启动报警或安全连锁系统可以确认系统是否正常工作。

2、在系统运行时，有时不可避免的存在意外停车，为了减少意外停车，可以利用HART通讯运行人员可以对系统做出正确的判断。HART仪表对输出的模拟信号能够进行验证，通过对某台仪表的输出的模拟信号与该仪表同一过程的数字信号进行比较来判断是否出现了问题。

在一些安全连锁系统中，还可将HART仪表的状态信息引入，如果仪表出现故障信息，就会触发安全系统动作，提高了控制系统的安全性。这样就避免了等到过程发生大的偏差后再报警动作。

4. 在资产管理系统中，如何应用HART解决复杂仪表资产管理

在过程工厂环境中，安装一套能够覆盖现场仪表的资产管理系统需要采用某种类型的智能设备平台。既然大多数现代现场设备除了能够提供模拟过程变量之外，都支持HART通信能力，那么企业就可以在做出决策时权衡是选择传统的技术还是集成HART I/O技术，将自身提升为仪表资产管理系统。
本文针对最终用户最为关心的几个问题，从优化仪表资产全生命周期性能的角度做了探讨。对于复杂的资产管理程序，HART信息是否足以应付？支持HART功能的本地I/O端口是否必需？是否有切实可行的方法将其应用于老式I/O端口环境？在原有设备作业状况依旧良好的情况下，用户是否愿意做较大的硬件改动？
背景假设
越来越多的生产厂商开始使用仪表资产管理系统（Instrument Asset Management Systems ，以下简称IAMS）来提高其作业效率，减少维护频次，提升总体生产率。有效的资产管理策略能够极大地降低作业成本和生产停机时间。生产厂商很大一部分利润消耗在维护上，所以这些成本降低能够为公司带来显著的经济效益。
仪表投运之后就开始面临老化的问题。流程本身、人机交互和时间都会使过程设备和相关的现场仪表的功能开始下降。为了控制并延缓这种老化，工厂维护人员需要对设备的作业进行监督和定期维修。他们所面临的挑战就是一方面要确保安装的设备能够正常运行，另一方面又要降低维护作业所需的资源和人力成本。可以使用本地操作员接口界面或者手操器与智能现场仪表设备进行临时的现场交互，但是真正所需的是一种可以在全厂区范围内连续与现场仪表进行交互的方法，以获取预防性维护信息，并适当地进行远程服务。这就是IAMS的一个基本功能。
了解这种技术
最近几年，支持数字技术的现场设备和现场仪表在典型的过程工厂中大放异彩。数字设备能够提供关于作业环境的大量数据。这些数据可以被应用程序用于防止损耗和停机，提高质量和可靠性，并降低维护成本。
数字设备技术获得发展并开始普及的原因之一就是HART通信协议的广泛应用，这种通讯协议提供了一种开放式的标准，改善了与智能现场仪表的4-20mA通信。大多数现代DCS解决方案都集成了HART I/O端口模块，可以与智能设备相连。这种I/O端口本质上是新老技术的混合，因为它一方面支持传统的4-20mA信号（看起来与老式的非HART I/O端口很类似），另一方面它又可以支持数字编码的HART信号。
在任何DCS中采用资产管理系统都需要将资产管理软件与HART I/O端口和设备相连。虽然在所有控制系统中基本的协议都很相似，但这种集成机制通常都是专用的，每一个供应商都可以选择自认为最好的实施办法。这其中有很多 “机密技术”，以便更好地利用HART协议所能使用的有限的带宽。
尽管缺乏一个集成HART I/O端口的开放式标准，自动化最终用户还是期望在所有的DCS平台上实现一些特定的功能。例如，I/O端口应该能够使用来自于智能HART部分的仪表量程信息，并自动告知模拟部分应该如何映射4-20mA输出。此外，诸如工程单位、数字过程变量和报警信息之类的标准HART信息应该能为DCS所用，用于控制目的并且可以被每一台现场仪表所用，无须知道这些现场仪表的细节。HART协议就具有获得这些信息的通用命令。
智能设备所提供的用于配置、校准、故障排查、维护和诊断的信息在其设备描述（Device Description, 以下简称DD）文档中描述，DD技术经过改进后，包括了有用的图形和组织结构，改进之后的技术被称为EDDL，即电子设备描述语言。DD文件是包含对参数和功能描述信息的二进制文件，主机应用程序与设备通信时会使用到这些信息。仪表供应商使用特定的编程工具和令牌解析器来创建编码DD文件。用来利用DD信息的软件或者工具通常就被认为是资产管理系统，主要被仪表维护人员所关注。
很多自动化设备供应商现在使用FDT/DTM（现场设备工具/设备类型管理器）技术，有了这种技术，他们就能够呈现更多有意义的设备信息。DTM是含有特定设备数据、功能和逻辑组件的软件模块，从简单的用于设定设备参数的图形用户接口工具，到能够针对诊断和维护目的执行复杂计算的尖端应用程序，或者为设备校准设置复杂的业务逻辑。DTM也具有类似接口，可以与之相连接的系统或者工具通讯。
设备供应商能够以一种方法在DTM中嵌入智能性，但这种方法很难在DD文档中实现，例如一些图形结构就无法使用DD技术来表达。而且，DTM依赖于特定设备和版本，所以它需要对控制网络上的每一台设备的特定版本有所了解。自动化业界对IAMS表达了强烈的兴趣，实际上DTM才是对最终用户真正有价值的东西。IAMS仅仅是通信的载体，组织信息的一种方法和与技术人员或者操作人员交流的途径而已。
需要考虑的问题
虽然FDT/DTM技术能够提供一些很有吸引力的功能，但是用户应该知道一些注意事项和警告。首先也是最为重要的一点就是实际上DTM必须安装于每一个客户端（框架）上。所以，如果最终用户希望在10个客户端上使用来自于10个不同供应商的DTM文件包的话，就必须要进行至少100次安装作业——甚至更多，因为可能有些供应商具有多个DTM文件包，再加上每一个DTM文件包可能具有的多个版本，最终结果就是维护面临着巨大的挑战。未来的FDM版本（2.0版）允许DTM安装在服务器并应用在客户端上，但是目前，DTM只能这样管理。相比之下，大多数系统对DTM只能一笑而过，继续使用DD。
由于DTM是微软Windows程序，所以它依赖于Windows版本，对框架（例如DOT NET）、编程工具以及框架版本有一定的要求。工作于一种环境下的DTM可能无法工作于另一种环境，所以用户在使用的时候必须很小心地查阅DTM供应商提供的说明书，如果有疑问，那么就先测试。
而且，DTM有时候在一些庞大的独立框架下的表现与DCS环境不尽相同，例如PactWare。在独立框架下，设备路径相对较短，而且没有带宽限制，而DCS必须严格管理有限的带宽，特别是对于HART设备。DTM并不知晓自己工作于何种环境之下，所以它不知道如何进行排队等待作业，结果就是在DCS环境下所表现出来的性能可能很差。设备供应商对这个问题越来越明确，但是最终用户仍旧需谨慎对待。
最后，有些DTM是很脆弱的，会失效甚至会拖累客户端一起失效。虽然通常这不会导致灾难式的后果，但是也够令人讨厌的了。DD技术虽然算不上完美，但是从这个角度来看，它更加稳妥和便于管理。
最近几年，DD技术和FDT/DTM技术似有融合态势，产生了一种用于现场设备集成（FDI）的单一解决方案。为了满足最终用户的需求，让整个工业网络的自动化控制设备更易整合，FDI Cooperation, LLC公司应运而生。很明显，为了满足这种需求，需要在智能设备技术供应链上的每一个链条投入巨大的努力，而其对最终用户带来的改变仍尚需观察。DD文档和DTM并非背道而驰，向下兼容定能实现，这是个良好的开端。
最终用户面临的选择
那些正在寻求基于HART技术的复杂仪表资产管理解决方案的过程制造商正面临着一系列的抉择。例如，如果智能现场设备与不能完全支持HART I/O端口的控制系统相连，那么这种解决方案是否能够使用？
大多数情况下，在老式的DCS平台上使用IAMS都必须依靠外部的HART多路转换器或者mux，将数字HART信息引入IAMS。多路转换器的作用就是剥离数字HART信息，然后将其提供给IAMS软件包。多路转换器硬件模块将模拟HART信号和数字HART信号通过两个独立通讯路径路由。标准4-20mA信号路由至标准非HART模拟输入模块，而数字信号通过多路转换器硬件，然后通过RS-485网络发送至仪表管理系统。
“IAMS仅仅是通信的载体，组织信息的一种方法和与技术人员或者操作人员交流的途径而已。”
经验显示HART多路转换器能够使系统极具灵活性和稳定性，可以在单一网络中操作一台手持HART设备也可以操作成百上千的HART设备。对于老式控制系统来说， mux通常是唯一的选择，除非工厂愿意使用手持式设备或者DCS系统进行升级，而这很有可能是不现实的，因为对于某些作业来说，这种投资并不值得。
目前较为理想的整合方案正如当代DCS技术所采用的，就是使用支持HART的I/O端口模块，它既支持HART数字设备数据，也支持模拟4-20mA数据。有了这种技术，来自于支持HART的I/O端口的数字设备数据与模拟过程变量数据一起处理，而后者紧密地整合在控制系统环境中。这样一来就可以使用一些额外的过程变量（例如PV、SV、TV和FV）、量程信息、设备识别信息和设备状态信息（通用和专有），并将其应用于控制策略当中。
有了支持HART的I/O端口，设备诊断功能就可以整合入DCS报警/事件子系统和资产管理应用中。无需使用独立的仪表监控系统或者软件包，仪表报警在配置、故障排查、诊断的软件包甚至控制系统本身都可以使用，各种报警可以排序，便于维护人员做出响应。
一些自动化供应商已经开发出了强大的设备管理解决方案，既为连接到支持HART I/O端口的HART设备， 又为与硬件多路转换器、远程I/O系统和HART调制解调器相连的HART设备提供通信。这些解决方案为工厂仪表工程师、技师和维护人员提供了优化的工作环境，简化了作业，支持使用远程设备进行管理，任何位置的仪表一旦发生故障或者需要诊断，就会自动识别并进行分类。例如，与安全系统HART I/O整合后，这些解决方案就能使用与之相连接的设备提供的实时数据，建立数据库记录、分配模板，维护人员可以将一台设备的配置与另一台设备的配置进行对比，或者与同一台设备或者另一台设备的历史配置进行对比。
“对于老式控制系统来说， mux通常是唯一的选择，除非工厂愿意使用手持式设备或者DCS系统进行升级，而这很有可能是不现实的。”
设备管理解决方案能够使用一种被称为“mux监控”的技术，将非集成HART数据引入控制系统。Mux监控允许工程人员对硬件多路转换器/远程I/O网络上的HART设备进行监控，并将这些设备上的报警提供给DCS报警和事件系统。这种方法简化了从老式控制系统向新型DCS平台转移的过程，现有的现场设备和智能仪表也得以保留。简化的输出-输入能力使得现有数据库的转移也更加方便，且并不复杂。
展望未来
全世界的企业都开始着手，利用他们HART智能仪表中的诊断数据。HART现场设备响应含有与设备健康状况相关的有价值的信息，在信息中包含这些数据能够使工厂人员在过程测量作业中更加有信心，能够对任何故障立即做出识别。
不管智能仪表如何持续改进，例如DD和DTM的改进，如果没有优秀的仪表资产管理系统，那么智能仪表的价值还是无法体现。从维护的角度来讲，支持HART的资产管理解决方案允许在单一位置对整个工厂进行监控，故障诊断可以远程进行。很多HART仪表提供额外的状态信息，这些信息可以用于预测性维护以及按需对设备进行更换，从而减少维护和停机次数，系统也更加实用。

5. Your name, my heart.中文什么意思

你的名字已经烙入我心。

6. RS485和hart有什么联系吗

RS485和HART是2种不同的总线网络，可以通过网关转换。
HART是在4-20毫安电流信号上面叠加数字信号，通信速率较低，应用呈下滑趋势。
RS485则具有通信速率高、组网灵活，因而成为大多数现场总线的物理层。

7. 请说出你对无线网络通信的见解。急！有加分！

近年来，无线网络成为工控领域中迅速发展的热点之一，也是工业自动化产品未来的新增长点。显而易见，在配置、安装、修改和扩展等方面，无线网络的成本都低于有线网络。特别是通过无线网络可以很方便地接入移动设备，例如在物流过程中的装载和运输如若采用无线网络，将大大提高工作人员的工作效率和精确性。

实际上，作为一类针对某些特定应用、采用专用通信协议的无线传输方案早已投用，也起到良好效果。而当前发展的目标是追求无线传输在工控领域的普遍应用或成规模应用必须解决的主要问题，即传输的确定性、可互操作性、网络安全和网络投用的适应性等，而决非个别的解决方案。因此，发展的方向首先是通信协议的标准化。对于可用于现场设备层的无线短程网，采用的主流协议是才问世两三年的IEEE 802.15.4/ZigBee；而对于适应较大传输覆盖面和较大信息传输量的无线局域网，采用的主流通信协议则是IEEE 802.11系列。

无线介质不像有线介质那样处在一种受保护的传输环境之下。在传输过程中，它常常会衰变、中断和发生各种各样的缺陷，诸如频散，多径时延，干扰，与频率有关的衰减、节点休眠、节点隐蔽和与安全有关的问题等等。不过这些影响无线传输质量的因素，都可以通过在ISO通信7层模型的各层中采用适当的机制加以克服或减轻。要注意的是，并不是所有的机制都可以与其他的机制相兼容；或者说，有可能对关键性能和属性产生负面影响。因此，通信系统必须根据其具体的应用现实环境，对各层所采用的机制进行组合优化，以求得最好的综合通信性能。

在解决了可靠、保密、克服干扰等问题后，又开发了支持这些无线通信协议的物理层和MAC层的收发器芯片，成本也进一步下降。加之近些年来要求设备（包括移动设备）的无线连接的呼声日趋强烈，这也使得无线系统的增长呈指数增长，预示无线通信也实质性地进入工业控制领域。

现场层的无线通信

无线通信迅速进入工控领域的现场设备层，以下是近年来若干有象征意义的行动和产品，其中一个突破口是现场总线和无线通信技术的结合。

（1）2004年Honeywell推出基于ZigBee无线传输协议的无线变送器XYR 5000系列，可精确检测表压力、绝对压力、温度，还有专为能提供4-20mA接口的各种传感器转为无线输出。

（2）OMRON推出无线连接DeviceNet现场总线主站WD30-ME和从站WD30-SE，最多可支持DI/DO各1600点的通信。已成功应用于丰田汽车装配线的控制系统中。

（3）德国schild knecht公司推出的无线Profibus-DP产品DE 3000系列，可在主站与多个从站之间建立无线链接。其使用的载频为2.4GHz，数据包 187.5KB，无线通信协议分别是：IEEE 802.11b(数据传输率11Mbit)，IEEE 802.11(数据传输率1Mbit)，IEEE 802.15.1(数据传输率700Kbit)。

（4）美国ISA学会成立《SP100 用于自动化的无线系统标准》委员会，主要面向现场仪表和设备，着重在三方面制定标准：运用无线技术的环境， 无线通信设备和系统技术的生命周期， 无线技术的应用。据悉将在2006年一季度发表文本草案。

（5）HART通信基金会投资开发新的技术能力和工具，无线HART已成为开发重点，正在制定的新技术规范，要求HART无线通信技术保证支持产品的互操作性，与有线HART仪表的无缝连接，提升HART智能仪表的智能和可连接性。预计在2006年初完成规范草案，并与工业无线组织如ZigBee联盟、SP 100无线委员会协调合作，以确保工作的连续性和均衡性。鉴于HART智能变送器是目前变送器应用的主流（占压力、差压和温度变送器销售的96%），且用户都对HART变送器抱有强烈信心，因此无线HART协议无疑具有极好的技术前景和商业前景。

顺便指出，低功耗、高可靠性的工业级的无线变送器系列，其降低能耗的潜在能力已为美国政府能源部所看好。他们希望利用无线网络技术广泛而实时地跟踪和监测生产过程，主要针对钢铁、电解铝等6个耗能大的行业，减少甚至杜绝跑冒滴漏，以获得显著的节能效果（能耗降低15%）。为此，2004年美国能源部投资一千万美元与Honeywell公司签订一项合同，继续深入开发XYR 5000系列产品。

为了在过程控制的环境下评估使用无线通信的可行性（包括通信的确定性，延长电池供电寿命的技术措施，采样时间，网络的节点数量与拓扑等），ABB利用美国Ember公司和挪威Chipcon公司的无线技术，在瑞典的Boliden加工厂等多个装置中进行了开环控制和闭环控制的试验。对于开环控制试验，要求是通过无线传输非过程关键数据，短数据包，低平均数据率，低功耗；具体应用范围有：设备管理、状态检测、预防性维护和服务应用。结果证明ZigBee完全满足要求。闭环系统应用的要求是：通过无线通信传输过程关键数据，短数据包，低平均数据率，低功耗，短迟延，数据包传送有保证；应用范围：制造自动化，过程控制。试验证明：

（1）对于实时数据，当节点较少时，通过网状拓扑进行5次接力（hop），运行结果很好，在延迟、稳定性和功耗等方面均符合要求。

（2）节点密度对数据包的传输存在较大影响.节点在50个以内，数据包时间间隔在30s以上丢包率1%以下。这表明如何让节点密度、数据包间隔时间满足应用的要求，对ZigBee无线传输成功应用于现场层设备是一个巨大挑战。需要进一步研究开发的问题有：在多跳网络中保证合理的延迟，稳健的控制算法（如为减少功耗，让节点保持同步休眠的网络同步算法）。

在现场层无线网络中，同样属于无线短程网的IEC 802.15.4/ZigBee要比IEC 802.15.1/蓝牙更具广泛的应用前景。这主要是基于以下三个原因：ZigBee的应用开发门槛远低于蓝牙，其最复杂的网络协调器节点的软件开发工作量仅为蓝牙节点开发的10%，其最简单的RFD节点的软件开发工作量仅为蓝牙的2%；ZigBee的功耗远低于蓝牙，这是因为就发射的频宽比来讲，ZigBee为0.01，蓝牙为0.99，即ZigBee的发射时间只占其周期的1%，而蓝牙却占99%；ZigBee的网络节点容量远多于蓝牙。

目前能够提供的收发器并可装载IEEE 802.15.4/ZigBee协议的芯片的主要有：美国的Freescale（MC13192，MC13193）、Ember（EM2420，EM250内含16位微控制器内核），挪威的Chipcon（CC2420、CC2430内含8位51系列微控制器内核）等。

综上所述，我们可以描绘这样一个无线传输在现场设备层开发应用的全景，即从协议到芯片、从芯片到开发系统、从开发系统到样机或产品开发、从样机到无线传输系统、再从无线传输系统到工业应用试验，一切都在积极有序地推进着。

用于工业控制领域的无线局域网WLAN

一如以往所有的IT技术移植到工控应用中来所采取的方法一样，用于工业控制领域的无线局域网的基础是IT行业的无线局域网标准。但必须在此基础上充分考虑在工控应用中的特别要求，开发满足这些要求的技术、规范和行规。

WLAN标准IEEE 802.11系列还在发展中，已完成的有：

除此而外，还有涉及安全的：802.11i 安全扩展；涉及性能增强的：802.11e MAC层的QoS扩展，802.11r快速漫游，802.11n 极高吞吐能力方式，802.11s 网状联网； 涉及投用和管理的： 802.11k 射频资源管理，802.11t 无线性能预测，802.11v 无线网络管理。

考虑到无线局域网在工业企业中的安全性和适用性问题，制造业的企业一度暂时放缓了建立无线局域网的步伐。2004年10月美国IDG公司的市场调研人员发现，在美国流程工业中53%的企业、离散型制造业中39%的企业程度不等地应用了无线局域网技术。在这些应用中很多是集中于物流的仓储、运输和装卸。估计在安全性问题很好解决后，在制造业领域中无线局域网的应用将会迎来一个高潮。

工业WLAN比一般企业办公和家庭应用环境用的WLAN要求要高许多，可归纳如下：

（1）严格的延迟要求：用于现场设备要求延迟不大于10ms，用于运动控制不大于1ms，对于周期性的控制通信，使延迟时间的波动减至最小也是很重要的指标。

（2）确定性性能的保证：保证确定性是对任务执行有严格保证的工业通信系统必备的特性。即使设备处于漫游状态也有此要求，否则会丧失实时性能。

（3）支持大量设备挂网，并容许挂网设备的接入数量可随机变化：工业WLAN的接入点约为数百个的数量级。若节点过多和接入的节点数有变化，有可能导致IEEE 802.11的MAC协议层效率太低。

（4）网络安全的保证：满足安全保密法规是工业WLAN的基本要求。包括防止黑客用户的侵入及对这些接入点的检测等。

（5）网络投用的保证：由于运行故障是不可接受的，因此对于有几百个设备节点的WLAN来讲，要求网络具有自投用功能，并能执行无线配置和辅助节点位置的自动搜索。

IEEE 802.11在技术上并不能提供确定性的保证，但在802.11e 中给出了在MAC层支持多传输介质应用及保证通信质量QoS的扩展。一方面解决了在MAC层的优先级服务，另方面又通过轮询规约（polling protocol）实现多介质的通信调度。由于轮询在本质上具有确定性，因而可以避免由802.11的信道争用和指数补偿而造成的延迟。为了防止轮询可能带来的不良问题（如在需要发送的数据尚未形成之前轮询信号已到，那么该数据的发送则不得不再等待一个轮询周期），需要通过自适应轮询算法保证现场设备同步。

由此可见，虽然工业WLAN的市场容量相对较小，但性能要求却很高。工业WLAN的产品应灵活地通过软件模块实现802.11的分标准。如Siemens已问世的产品SCALANCE-W，就可提供工业QoS和快速漫游的解决方案。

无线信息传输主干网

由于ZigBee是短程网，不可能覆盖整个厂区，加之原有的现场总线也很有效，所以设计了一种无线信息主干网系统。通过建立发射功率较大的无线信息主干网（WIB，Wireless Information Backbones），可将ZigBee传感器的信息传输给各种挂在以太网、现场总线上的物理设备。

WIB的节点一方面是无线网络上的一个节点，另一方面又起着无线通信协议和其他有线通信协议的转换作用。实践证明，采用1W的发射功率，WIB就可穿透多数的工厂和成套设备。这样，ZigBee因其发射功率小、易受钢结构所衰减、传输距离短等固有问题，完全可以通过WIB予以解决.而其低功耗、低成本、传输可靠性高、简便实用等优越性又可以充分被利用。

采取这样的技术路线，不但可将无线通信应用于有线通信布线困难的场合，还可在一定程度上替代有线通信，以期在节省安装成本和运行成本方面收到可观效果，还可提高检测系统和控制系统配置的灵活性。

概述性的结论

（1）无线传输进入工业控制领域的趋势无可置疑。有人估计再过四五年，即2010年前，大多数仪表和自动化产品都将嵌入无线传输的功能。由于无线现场仪表的优点一定要体现在用电池长期供电上，所以一般来说无线传输不适用于高速控制的场合。但是实践证明对大多数监控和慢速控制场合，它足够可靠；也就是说可以用在将近80%的自动化和过程控制场合。

（2）无线技术首先会用在楼宇自动化、自动抄表、事故响应、设备监控SCADA系统、设备资产管理、诊断维护等。当前较适宜应用的行业可能有：物流过程（装运状态监控）、汽车制造、食品加工、制药和流程行业（设备资产跟踪、监控、管理）等。

（3）用于工业控制的无线技术主要集中在无线局域网和无线短程网两个方向。它们都具有相当牢固和成熟的技术基础，但为了适应工业控制要求和环境，还需要专门的开发研究。

（4）现有现场总线的无线传输的可行性正在评估。基于CAN的DeviceNet实现无线通信的确定性相对要容易，因为其数据包长度相当小。现已有产品问世，但尚未见正式规范。因此只能认为这仅仅是个别的解决方案。相对而言，Profibus-DP的数据包长度相当长（187KB），若要实现无线通信，只能通过IEEE 802.11(其带宽为1Mb/s)、IEEE 802.11b（其带宽为11Mb/s）或 IEEE 802.15.1（其带宽为1～3Mb/s）而不能采用IEEE 802.15.4（其带宽仅为20～250Kb/s），因而要保证传输的确定性确有其难度。

（5）HART基金会已成立无线HART工作组，要求2006年初拿出规范草案，确定通过ZigBee实现HART的可行性。鉴于采用HART协议传输的仪表市场占有率高，绝对数量巨大，此动向极为吸引业界关注。

（6）适应各种不同应用类型和要求的无线通信的标准，有的已经颁布并被市场接受，有的还在制订过程中，其发展和市场开发值得我们重视。

（7）应该把无线通信看成是现有有线通信系统的一种发展和重要补充，决非一种替代。

8. DCS评定标准，怎么知道DCS系统的好坏，有哪些评定标准

没有对应的标准，看你实际需要了，就好像买一台电脑，你要提要求，别人就给你什么样的配置。都有自己的规格书啊，不符合功能要求的厂家，直接不要呗，总共也没多少生产厂家。

卖方为本项目提供的DCS应采用近几年发展和改进的新技术、新设备的过程控制和工厂管理系统，并且经过实际应用的系统，便于扩展，能满足石油化工装置大规模生产的过程控制、检测、优化与管理的需要。
本项目为易燃易爆、连续生产运行的大型化石油化工项目，应配置可靠的、先进的设备。卖方提供的DCS应充分满足石油化工企业对安全的需要。
卖方为本项目提供的DCS的设备型号和版本应有在国内外同类或相似规模的项目，使用同样系统，连续、成功运行一年以上的应用经验。报价技术文件中应列出用户名单、工程项目名称和基本配置情况。
DCS制造厂应具有ISO9001质量体系认证。
DCS系统的所有设备应是通过CE认证的。
2.2 过程控制和检测
2.2.1 控制功能
DCS的控制站应能满足大型石油化工装置过程控制的功能及速度要求，应具备连续过程控制、批量控制和顺序控制的功能。
控制器应具备快速控制能力，从I/O输入经过PID控制运算，到AO输出的累积时间应在0.2秒以内。
报价技术文件中应对控制站的控制容量、控制时间、数据处理方式进行说明。
DCS应具备PID参数自整定功能，报价技术文件应对系统的PID参数自整定功能的方式和软件进行说明。
控制站或应用服务器应当具有运行控制应用软件及高级编辑语言的功能，作为模块插入运行的用户软件或第三方软件的规模应不小于2×64K，运行容量应不大于控制站总容量的20%。
控制站的微处理机应为32位或以上。
2.2.2 数据采集功能
数据采集功能是将过程变量及状态存入系统。
控制站应能满足所有过程变量检测的需要。
系统应有数据存储的功能，可将各种工艺变量及参数、检测信号、操作过程、报警事件等数据按需要存入硬盘，并可随意调用。
2.2.3 过程I/O接口
I/O接口除常用的类型外还应配备下列几类（包括相应的软件）：
远程I/O接口；
智能变送器接口（HART通信协议）；
标准串行通信接口（如：RS-485）；
各类卡件应有0.1%精度的产品；
I/O卡应具备识别现场接线断路或短路并发出报警的功能。
输出信号卡在设备故障时应能保持输出不变或达到预先设置的安全输出值。
用于热电偶温度检测的I/O卡应具备冷端温度补偿的功能。
报价技术文件应对过程I/O接口的技术规格进行详细说明。
2.2.4 冗余
控制站和检测站的控制器、电源单元、通信单元等功能卡必须1:1冗余配置。控制用的多通道I/O卡必须1:1冗余配置。
2.3 操作环境与人机接口
2.3.1 操作站
操作站是操作人员监视、控制生产过程、维护设备和处理事故的人机接口。其硬件和软件应具有高可靠性和容错性，软件应有从错误中迅速恢复的功能。
2.3.2 操作站的主机
操作站的主机应是工作站或高性能工业用计算机，其操作系统应是通用的、适用于工业化的、可靠的操作系统。
操作站的硬件规格应为32位总线，32位或以上CPU，SCSI外设控制器。操作站应带有硬盘驱动器，并能配置成冗余型，使主机能够单独自启动。操作站应能配置光盘驱动器、活动硬盘等高密度外部数据存储设备。操作站可配触摸式操作员键盘。
操作站所有的外设及接口应是通用的，硬盘驱动器、光盘驱动器、显示器、通用键盘、鼠标或球标、打印机等应当是商业化可互换的。
2.3.3 操作站的软件
操作站的软件操作环境应能适应大型石油化工装置过程控制的操作需要，可以根据操作者的权限访问和调用工艺流程图、过程参数、数据记录、报警处理以及各种可用数据，并能有效地调整控制回路的输出和设定参数。
对网络上的数据资源，必须能分成不同的操作区域或数据集合，可以根据需要进行监视、控制等不同操作。
操作站必须具备不同级别和不同操作区域或数据集合的操作权限。操作级别和权限用密码或钥匙的方式限定。操作员密码和操作权限应能由系统管理员设定和修改。
报价技术文件应对操作站的功能进行详细说明。
报价技术文件应对操作事件记录的功能和追溯方法进行详细说明。
2.3.4 操作站的组态
操作站可以运行组态软件或用作工程师站的组态终端，并配有通用键盘，使其具备工程师组态环境，并可对网络上的设备进行运行状态诊断和数据维护。
2.3.5 数据处理能力
操作站的数据存放格式应是通用的，其数据库及数据库管理系统应是标准的、商品化的，应能被网络上的其他有权限的工作站、PC机调用。
系统应当满足所有数据的记录需要，可由用户任意选定记录的参数、采样时间和记录长度，并可对记录的数据进行编排处理和随时调用。硬盘上的永久记录应能转存到磁带机或其他存储设备上。
报价技术文件应对其他工作站、PC机对网络上的过程控制数据的调用方式、方法（如DDE、OPC、RDI等）进行说明，并列出软件清单。
2.3.6 过程报警和系统报警
操作站应具有完善的报警功能，对过程变量报警和系统故障报警应有明显区别。应能对过程变量报警任意分级、分区、分组，应能自动记录和打印报警信息，区别第一事故报警，记录报警顺序，时间分辩率应精确到0.1秒。
报价技术文件应对过程报警和系统报警的功能进行说明。
2.4 系统管理及工程实施
系统管理的内容有系统常驻数据的管理、系统各设备的在线诊断、系统软件数据的维护、系统组态及修改、图形管理，此外还有用户应用程序，生产过程控制数据的进一步处理，文件服务等。系统应支持离线组态和调试。
工程实施主要是系统及设备的组态、生成、修改、测试、下载，建立组态数据库等。
系统管理及工程实施应在工程师站进行。需要时也可在操作站进行。
2.5 系统的可靠性和可用性
2.5.1 系统的可靠性
报价技术文件中应提供所有设备的可靠性数据，及最小的平均无故障时间(MTBF)和平均故障修复时间(MTTR)，说明计算的依据，提供可靠性分析说明及有关数据。
2.5.2 系统的可用性
系统的可用性应≥99.99%。
系统的各种插卡应能在线插拔、更换。
冗余设备必须能在线自诊断，出错报警，无差错切换。
系统必须具有完善的硬件、软件故障诊断及自诊断功能，自动记录故障报警并能提示维护人员进行维护。
报价技术文件应对系统各部分的故障限制功能进行说明。
2.6 通信网络
通信网络分为过程控制网和工厂管理网。
2.6.1 网络特性
报价技术文件所推荐的DCS的局域控制通信网络应符合ISO/IEEE的通信标准。通信速度不低于10Mb/s，最小通信间距大于1.5km，网络设备间通信应是对等方式。网络设备应具有在线上网和下网的功能，可以在线加入或摘除网络设备而不影响其他正常工作的设备的运行。
2.6.2 网络连接
通信网络应能与工厂管理网相连，与工厂网的通信带宽不宜低于1Gb/s。一般工厂管理网采用以太网 (Ethernet)，常用的通信方式为TCP/IP。系统应具备联接工厂管理网的功能。在报价技术文件中提出与DCS生产过程控制网相配合的工厂管理网的连接方案。
2.7 高级控制及生产管理
系统应满足集成化生产的需要，应能根据用户的需要连接通用工作站或高性能PC机，以运行高级控制和优化控制软件。
系统应能与工厂管理网上的设备进行数据交换。
报价技术文件中应列出推荐的软、硬件及卖方清单，介绍应用功能。
2.8 仪表设备管理系统
仪表设备管理系统应包括：仪表设备组态、状态监测及诊断、校验管理和自动文档记录管理等功能。
设备管理系统的基本规格包括以下几部分：
2.8.1 数据读取
设备管理系统应能自动读取系统连接的所有HART设备中的有效数据（包括生产厂商、设备型号、产品编号、名称、系列号、软件版本、地址、仪表位号、仪表规格等）。自动完成系统的数据存储和管理，自动显示系统及设备的连接状态和诊断信息。HART信号采集应在DCS I/O接口或端子上实现。
2.8.2 设备组态
设备管理系统应完全兼容标准HART设备的通信和数据交换，采用简便易行的标准化组态方式。使用标准化的数据库和文件方式，并可采用标准化的设备描述文件，增加当前数据库外的或新品种的标准HART设备。报价技术文件中应提供该系统确定能存取的HART设备清单。
2.8.3 设备诊断
设备管理系统对连接的设备应具有完善的诊断功能，对设定的重要数据应具有异常状态报警功能。应能识别信号线路的短路和断路，并报警。应能实现自动定时、定期诊断检查和人为随时诊断检查。
2.8.4 软件基础
设备管理系统应能在PC机上运行，能在Windows XP及Windows 2003操作系统下运行。应带有SQL Server 2000或Oracle数据库软件。
2.8.5 模板方式
设备管理系统应能采用模板方式建立或传送仪表组态显示数据，可自动对应不同类型智能设备，完整地显示仪表数据和诊断状态。
2.8.6 用户管理
设备管理系统应具有用户管理功能，可以设置不同权限的用户和密码，保证操作管理的安全。HART设备中的有效数据可以在DCS 系统上引用。对现场出现故障的HART 设备，能在操作画面上显示，并且可生成对应的故障报表。
2.8.7 非智能设备管理
对非智能设备，可采用人工输入的方式建立仪表管理档案。
2.8.8 预测维护管理
设备管理系统应具有预测维护管理的功能。根据仪表运行时间和诊断信息，预测维护的时间，内容和计划等。
设备管理软件应有国内、外用户的应用经历。
2.9 可燃气体及有毒气体检测报警系统
若可燃气体、有毒气体报警器信号引入DCS，应分别接到各个现场机柜室内独立的DCS卡件中，在DCS系统操作站上或信号报警盘上显示报警

9. DP通讯协议和HART通讯协议有什么区别

两种不同的总线通信协议，HART协议是跑在4-20mA电流信号上的，DP是profibus-DP协议，西门子的产品绝大部分都是使用profibus-DP协议通信，如果西门子的PLC要连接带HART协议的压力变送器等仪表的时候，通信协议不同，就要在两者中间加一个转换模块，把两者连结通信，上海泗博的HPM-610就可以实现HART转换profibus，同时还有HART转modbus485/232的产品。