HART протокол за предаване на цифрови данни на средства за измерване и автоматизация. Предимства на протокола за пренос на данни hart в автоматизирани системи за управление

Gavin Bakshi, Audrey Dairien (Texas Instruments)

Комуникационните устройства в системите за промишлена автоматизация позволяват трансфер на данни, команди и друга информация за оптимизиране на контрола на процесите и фабричната автоматизация. За персонала по поддръжката е трудно да наблюдава цялото оборудване в завода - това би намалило значително производителността.

Един от начините за автоматично управление на индустриалното оборудване е използването на токова верига 4...20 mA. Първичната променлива (PV) се предава като стойност на тока в диапазона от 4...20 mA в двупроводна линия със захранване към сензора по същите два проводника. Недостатъкът на този метод е, че можете да контролирате само една променлива. Протокол за високоскоростен адресен достъп дистанционен конвертор(Highway Addressable Remote Transducer, HART) прави възможно предаването повече информацияизползвайки същата двупроводна система. Протоколът HART е общ метод за комуникация в индустриалната автоматизация от много години. Нека да разгледаме как работи HART, но първо нека си припомним как се появи този метод.

В края на 90-те години телекомуникациите приеха стандарта Bell 202 за предаване на информация за обаждащия сев линията за гласов сигнал. Честотното изместване на сигнала (FSK) в аудио лентата, което използва модулирани тонове за предаване на цифров сигнал, предава цифрова информация, съдържаща телефонен номер. Предаването на данни при 1200 bps с помощта на 1200 и 2200 Hz тонове, представляващи съответно двоични "1" или "0", е показано на фигура 1.

Информацията за обаждащия се не пречи на гласовия сигнал, така че всичко може да се предава по същия физическа линия. Въвеждането на метода "Bell 202 FSK" направи възможно, дори преди да вдигнете слушалката, да изпратите голямо количество данни на приемащата страна, които могат да бъдат разпределени и използвани за предаване на информация за номера на обаждащия се. След като слушалката бъде вдигната, FSK сигналът ще спре да се предава и гласовият сигнал ще бъде получен и предаден към високоговорителя на слушалката.

В примера с информация за повикващия, гласовият сигнал е основната променлива (PV). По същия начин в индустриални приложениясигналът, който трябва да се наблюдава постоянно, е известен като основна измерена стойност. Основната измерена стойност може да бъде температура или ниво на налягане, измерено в промишлени инсталации.

Модемът HART модулира и демодулира сигнала с помощта на FSK по същия начин като предавателната система Bell 202. Вече е възможно да се предават цифрови данни, като идентификация на сензор или устройство, данни за калибриране или друга диагностична информация, през същите две кабелна верига, която предава и DC сигнал 4…20 mA. Такава система обикновено се нарича "хибридна", защото съчетава цифрови и аналогови сигнали. Фигура 2 показва аналогов сигнали насложени цифров сигнал.

Протоколът HART има два основни режима на работа: режим от точка до точка и режим на множествен достъп. В режим от точка до точка има един главен и един подчинен. Предимството на този режим е, че цифровите данни се прехвърлят лесно по съществуващата линия 4...20 mA, което позволява по-подробно наблюдение на устройството през съществуващата комуникационна мрежова инфраструктура. В режим на множествен достъп множество главни и подчинени устройства са свързани към една линия, така че могат да се предават само данни от протокола HART FSK и D.C.в линията е фиксиран на 4 mA. Режимът на множествен достъп може да бъде полезен, ако комуникират много отдалечени устройства единна системауправление, но в този случай постоянният ток на интерфейса на токовия контур не може да се използва за непрекъснато наблюдение на основната измерена стойност.

HART е гъвкав метод за комуникация за различни приложенияиндустриална автоматизация. Самият метод предлага много предимства, които намаляват разходите, опростяват дизайна и осигуряват резултати като:

трансфер (свързан) цифрова информациябез прекъсване на основния аналогов сигнал;
проста реализация с помощта на съществуваща 4...20 mA двупроводна инфраструктура;
гъвкави начини на работа за задоволяване на нуждите на различни системи.

Фамилията чипове DAC8740H на компанията Тексас инструментиинтегрира HART модем заедно с всички свързани компоненти, като референтно напрежение и генератор, за лесно интегриране в цялостна система.

Прочетете продължението на темата в статията „Предаватели на HART стандарт“.

Достъп до конфигурационни и диагностични функции за всички сензори и устройства
Поддържа предаване на множество измерени параметри от един сензор
Он-лайн състояние на полеви устройства

HART съвместим с аналогови сензори

Прехвърляне на параметри по аналогова схема и цифров интерфейс по една комуникационна линия
Съвместим със съществуващо оборудване 4-20 mA
Всъщност напълно отворен стандарт
Общи командни стандарти и структури от данни
Възможност за предаване на уникални данни и максимална съвместимост с помощта на Device Description Language (DDL).

Наличност на HART

Тестван в полеви условиятехнология с над 1 400 000 инсталирани устройства
Голям и нарастващ избор от съвместими продукти
Използвани голяма сумацифрови смарт устройства, отколкото за всеки друг индустриален протокол.

Въведение

HART е комуникационен протокол между полеви устройства, широко известен Индустриален стандарт, базирано на предаване на цифрови данни по 4-20 mA комуникационна линия между смарт устройства. Използването на тази технология е широко разпространено и днес огромното мнозинство най-големите производителиустройства предлага продукти, които поддържат протокола HART.

Протоколът HART осигурява уникален обратно съвместимза смарт устройства, комбиниране аналогови линии 4-20 mA с интерфейс за цифрови данни, предавани едновременно по същите проводници. HART предоставя много от предимствата на протоколите за цифрово поле, добавяйки към наличността и повсеместното разпространение на съществуващи системи 4-20 mA.

Средно устройствата с протокол HART осигуряват до 10 000 - 15 000 рубли спестявания при инсталиране и пускане в експлоатация и до 3 000 - 5 000 спестявания годишно при експлоатация и поддръжка за всяко устройство.

Аналогова + цифрова комуникация

В продължение на много години полевият стандарт за предаване на данни в системите за автоматизация е аналоговият токов сигнал (mA). В повечето случаи това е милиампер сигнал в диапазона от четири до двадесет ампера, чиято величина е пропорционална на измерената стойност. Този сигнал се използва навсякъде в предприятия по целия свят.

Едновременна аналогова + цифрова комуникация

Комуникационният протокол на място HART разширява стандарта 4-20 mA до възможностите на организацията. интелигентни системиизмерване и контрол на процеса. Разработването на този протокол беше важна стъпкав еволюцията на автоматизацията и разширяване на възможностите на инструмента. Технологията, която разширява възможностите за предаване на данни, се нарича HART, което означава „Highway Addressable Remote Transducer“.

Фигура 1 - HART използва метод за изместване на честотата за предаване
цифров сигнал на високо ниво 4-20 mA аналогов сигнал

Протоколът HART осигурява двупосочен обмен на данни с цифрови устройствабез прекъсване на аналоговия сигнал 4-20 mA. Както аналоговите 4-20 mA, така и цифровите HART сигнали могат да се предават едновременно по едни и същи проводници. Основният параметър и състоянието на връзката се предават чрез стандарта 4-20 mA, докато допълнителните измерени параметри, данните за процеса, настройките на инструмента, данните за калибриране и диагностичната информация се предават чрез протокола HART по същите проводници едновременно. За разлика от други „отворени“ цифрови протоколи за индустриални устройства, HART е съвместим със съществуващи системи, което значително опростява планираното му внедряване при минимални разходи.

HART технология

Протоколът HART се основава на стандарта за честотно изместване Bell 202 Frequency Shift Keying (FSK) - модулация на цифров сигнал при по-ниско ниво на сигнала от 4-20 mA. FSK модулацията обаче не влияе по никакъв начин на сигнала 4-20 mA. Логическата единица съответства на честота от 1200 Hz, а логическата нула съответства на честота от 2200 Hz, както е показано на фигури 1 и 2.

HART FSK предаването на данни осигурява двупосочно цифрова комуникацияи дава възможност за прехвърляне Допълнителна информацияот или към интелигентно полево устройство, без да се засяга прехвърлянето на основни параметри. HART предава данни със скорост 1200 бита в секунда и позволява на главния мрежов оператор да получава два или повече пакета данни в секунда от полево устройство.

Фигура 2 - Цифров HART сигнал, насложен върху
4-20 mA аналогов сигнал

Гъвкаво приложение

HART се основава на протокол master/slave, което означава, че полевото устройство (slave) предава данни само в отговор на заявки от друго устройство (master). В HART мрежа два главни (първичен и вторичен) могат да изпращат заявки към полеви устройства (подчинени). Вторичен мастер, например преносим комуникатор, може да се свърже практически навсякъде в мрежата и да работи с полеви устройства, без да засяга работата на устройства с първичен мастер. По правило Primary masters са контролери и компютри, т.е. централни устройствав системата за управление на процесите. Типична схема за работа с двама майстори е показана на фиг. 3.

Протоколът HART може да се използва в различни режимикомуникации от или към интелигентни полеви устройства и към оборудване за централно управление или мониторинг. Цифровото главно/подчинено предаване, комбинирано с аналогов сигнал 4-20 mA, е много често срещано. В този режим, докато основният параметър стабилно предава 4-20 mA през аналогова мрежа за организиране на наблюдение и контрол на процеса, успоредно с това информацията за допълнителните параметри се актуализира два пъти в секунда.

Фигура 3 - HART протоколът позволява 2 "master" устройства
обмен на информация с полеви устройства от типа "slave".

Пример за приложение

Възможностите на протокола HART са демонстрирани на Фигура 4. Този пример за приложение илюстрира възможностите за едновременно предаване на 4-20 mA и HART данни по едни и същи проводници.

В този пример HART съвместимият трансмитер има вградена функция за PID контрол. Устройството е конфигурирано по такъв начин, че сигналът във веригата 4-20 mA да е пропорционален на управляващата стойност според PID алгоритъма, изчислен директно в устройството (т.е. сигнал за неизмерена стойност излиза от преобразувателят). Тъй като веригата 4-20 mA доставя PID управляващия сигнал, тя се използва за директно управление на вентила.

Сигналната верига е организирана директно между полеви устройства: преобразуватели (с PID управление) и управляващ вентил. Функцията за управление на клапана се изпълнява въз основа на традиционен сигнал 4-20 mA, докато комуникацията се осъществява чрез цифров протокол HART позволява на оператора да променя параметрите на алгоритъма за PID управление, да получава информация за първичната измерена стойност и позицията на вентила.

Фигура 4 - Някои устройства с вградени PID алгоритми и HART
намаляване на разходите за внедряване на системи за контрол на процеси

Най-доброто решение

Протоколът HART предоставя на потребителите най-добрите решенияавтоматизация с възможност за постепенно или частично въвеждане на интелигентни полеви устройства в съществуващата система. Към днешна дата никоя друга технология не може да се сравнява с продуктовата гама с HART. Технологията е лесна за използване и HART-съвместими продукти се предлагат от всички големи производители на измервания и контрол на процеси.

Трудно е да си представим, че всеки друг протокол за пренос на данни може да замени HART, както при надграждане на съществуващо производство, така и при изграждане на изцяло нови производствени процеси. HART предлага на потребителите много от същите предимства като другите полеви протоколи, но съчетава съвместимостта и простотата на съществуващите 4-20 mA системи. HART осигурява спестяване на разходи чрез дистанционна комуникация, разнообразна и надеждна информацияинформация за процеса, диагностика на полеви устройства и мощен многопараметърен обмен на данни без подмяна на съществуващи системи за управление.

Изборът на HART при свързване към съществуващи и новоизградени системи за контрол на процеси се базира на широки възможностицифрово предаване на данни и огромен натрупан опит (повече от 5 000 000 инсталации по целия свят).

За да поддържа и развива протокола HART, HART Communication Foundation съществува, за да гарантира, че технологията ще работи във ваша полза днес и утре.

Комуникационният протокол HART е протокол за полеви устройства (сензори), адресируеми по шина. Протоколът HART сам по себе си не е fieldbus - той е вариант на цифрова полева комуникация, която изпълнява много от функциите на fieldbus. С HART комуникация полевите устройства традиционно се свързват чрез 4-20 mA токови изходни контури. насложен върху аналогов сигнал с помощта на метода честотна модулация FSK (Frequency Shift Keying). Това позволява данните от измерванията, информацията за настройка и информацията за състоянието на полевото устройство (сензор) да бъдат предавани, без да се засяга аналоговият сигнал.

HART осигурява цифрова двупосочна комуникация между сензора и вторично устройство или контролер. Времето за реакция на HART е приблизително 500 ms, скоростта на предаване е 1200 bps. Комуникационният протокол HART може да се използва и в опасни зони, ако изолиращите устройства (бариери за защита от експлозия) поддържат протокола HART.

Има два начина за реализиране на HART комуникация със сензори:

Стандартна peer-to-peer връзка, при която честотно модулиран сигнал се наслагва върху сигнала 4-20 mA. Това осигурява цифрова връзкамаксимум две HART устройства Този видвръзките обикновено се използват при конфигуриране на сензори (полеви устройства). Аналогов изходен сигнал 4-20 mA сензор при тази връзкасе променя в съответствие със стойността на контролирания параметър.
Многоточков режим на комуникация с полеви устройства, при който им се задават адреси на „мрежови” шини. Към една двойка проводници могат да бъдат свързани до 15 сензора. Количеството им се определя от дължината и качеството на линията, както и мощността на захранването на сензора. Всички сензори в многоточков режим имат свой уникален адрес от 1 до 15, като всеки е адресиран към съответния адрес. Полевите устройства с присвоен адрес 0 са изключени от шината и не могат да се четат чрез HART. В режим на многоточкова комуникация данните също се обменят по двупроводна линия - но само с помощта на честотно модулиран сигнал - изходният сигнал на сензора е фиксиран на определена стойност и не се променя.

Честотно модулиран сигнал е променлив токамплитуда +/-0,5 mA с честота 1200 Hz за цифрова единица и 2200 Hz за цифрова нула. Средната стойност на тази синусоида е нула, така че няма ефект върху сигнала 4-20 mA и не изкривява показанията на сензора.

HART модулираният токов сигнал се преобразува в напрежение при вътрешния входен импеданс на приемника. За да осигури надеждно приемане на сигнала, протоколът HART определя пълното натоварване на токовия контур, включително съпротивлението на кабела, което трябва да бъде между 230 ома и 1100 ома. Обикновено обаче горната граница не се определя от тази спецификация, а от ограничения капацитет на натоварване на захранването.

Контрол на достъпа чрез HART протокол.

Протоколът HART работи на принципа главен-подчинен и всички комуникационни операции се инициират от главното устройство. Протоколът HART поддържа две главни устройства: основно главно, обикновено система за управление, и вторично главно, управляващо устройство, използвано на място (лаптоп с HART модем или ръчно управляващо устройство - HART комуникатор). Разпределението на активността на главните устройства при управление на подчинено се извършва временно. След всяка транзакция един от двамата главни може да поеме комуникацията в рамките на определен времеви прозорец.

HART полеви устройства (HART-съвместими предаватели) са подчинени устройства и винаги отговарят само на заявка от главния HART. По време на работа комуникационните възли могат да се добавят или премахват, без да се прекъсва комуникационният процес.

За конфигуриране на сензори с поддръжка на HART се използват или ръчни модули за управление - комуникатори, или комбинация PC-HART модем-специален софтуер. Въпреки че протоколът HART е стандартизиран и отворен протокол, не всички устройства могат да бъдат конфигурирани с помощта на един HART комуникатор или модем със специализиран софтуер (например PACTware). Повечето производители произвеждат комуникатори и модеми, проектирани в повечето случаи да работят само с устройства, произведени от същия производител. Някои модели комуникатори (би било по-правилно да ги наричаме конфигурационни конзоли с поддръжка на HART) дори могат да работят само с един специфичен тип сензори, но в същото време тяхната цена е с порядък по-малка от цената на универсалните комуникатори.

Когато свързвате HART комуникатор или модем към неподдържан тип сензор, в най-добрия случай е възможно да видите (понякога да промените) обхвата на измерване, мерните единици, стойността на изходния сигнал и също да калибрирате нулевата точка. Калибрирайте чувствителността или отидете в разширеното меню Разширени настройкинастройката ще се провали в повечето случаи. За да можете да работите с този тип сензор, трябва да заредите в комуникатора (или софтуера на модема) файл с описание на този сензор, така наречения драйвер за описание на устройството (DD или DTM)

Изтеглете необходимите DD и DTM файлове за нови устройства с HART поддръжка или за онези устройства, които не са в стандартната библиотека на HART комуникатора или софтуермодем можете да намерите на официалния уебсайт на HART Communication Foundation или на уебсайта на производителя на използваното оборудване.

Избор на кабел за HART комуникация.

Дължината на кабела в повечето инсталации не надвишава 3000 метра - тази стойност е равна на максималната дължина на кабела за HART. Максималната дължина на кабела обаче може да бъде по-къса в зависимост от Електрически характеристикикабел - особено неговия капацитет - и броя на свързаните устройства (комуникационни възли). Таблицата показва как капацитетът на кабела и броят на свързаните устройства ограничават максималната дължина на кабела за HART комуникации.

Стойностите, посочени в таблицата, се отнасят за типични устройства HART в неискробезопасни или взривобезопасни среди, тоест без влиянието на различни серийни импеданси. подробна информацияотносно изчислението максимална дължинаокабеляването за всички HART контури е предоставено в спецификацията на физическия слой на HART.

Брой устройства в мрежата	Дължина на кабела с линеен капацитет, m
Брой устройства в мрежата	65 pF/m	95 pF/m	160 pF/m	225 pF/m
1	2800	2000	1300	1000
5	2500	1800	1150	900
10	2100	1600	1000	750
15	1800	1400	900	700

Обикновено HART окабеляването трябва да бъде усукана двойка. Ако е много тънка и/или дълги кабели, тогава съпротивлението на кабела и следователно общото натоварване се увеличава. В резултат на това затихването и изкривяването на сигнала се увеличава, макар и критично важна скоростпредаването на данни в мрежата намалява. Ако са възможни електромагнитни смущения от друго оборудване, работещо наблизо, кабелите трябва да бъдат екранирани, особено когато голяма дължинакомуникационни линии. Сигналната верига и екранировката на кабела трябва да бъдат заземени само в една обща точка.

Съгласно спецификацията HART, при избора на тип кабел трябва да се спазват следните основни правила:

За къси разстояния (няколко десетки или стотици метра) са достатъчни обикновени неекранирани двупроводни линии с напречно сечение на жилата най-малко 0,2 mm2;
За разстояния до 1,5 км отделно усукани двойкис споделен екранкабели със сечение над 0,2 mm2;
За разстояния от 1,5 km до 3 km са необходими отделни усукани кабели двупроводни линии, екранирани по двойки с напречно сечение на проводника най-малко 0,2 mm2.

Важна характеристика на протокола HART е възможността за използване на съществуващо окабеляване. Спецификацията HART не изисква никакъв специален тип конектор за свързване на комуникатор или HART модем, тъй като полярността не влияе на честотната оценка на HART сигнала. Следователно свързването на HART комуникатори и модеми към 4-20 mA комуникационни линии на сензори се осъществява с помощта на прости клеми, например щипки тип крокодил или крака на паяк.

Когато инсталирате устройства с активиран HART, уверете се, че натоварването на HART устройството не надвишава 1100 ома според спецификацията. този протоколкомуникации. Процесният контролер или вторичното устройство трябва да може да осигури захранване на свързаното двупроводно HART устройство.

Предимства и недостатъци на HART протокола.

Комуникационният протокол HART има следните предимства:

Лесна настройка, обслужване и поддръжка на HART-съвместими устройства;
Съвместим с конвенционалните аналогови полеви устройства и сензори;
Отворен стандарт, достъпен за всеки производител на инструментално оборудване;
Доста висока устойчивост на шум.

Според проучване, проведено от ARC Advisory Group в края на 2010 г., 46% от 69,2 милиона инструменти и устройства, инсталирани по целия свят, са с активиран HART и тенденцията продължава да се увеличава.

Основният недостатък на HART е фактът, че подобрения на протокола могат да бъдат направени само в областта на софтуера, а не в хардуерната част на протокола (поради необходимостта от поддържане на съвместимост с остарялата аналогова хардуерна технология). Следователно днес HART е бавна технология в сравнение с други комуникационни протоколи и системи.

Ниво 4-20 mA. По този начин сензорът се захранва, неговите първични показания и вторична информация се вземат чрез два проводника. Протоколът HART е практически стандартът за съвременните индустриални сензори. Получаването на сигнал за параметър и конфигурирането на сензора се извършва с помощта на HART модем или HART комуникатор. Няколко сензора могат да бъдат свързани към една двойка проводници. Чрез същите проводници може да се предава сигнал 4-20 mA.

Протоколът HART е разработен в средата на 80-те години от американската компания Rosemount. В началото на 90-те години протоколът беше разширен, за да се превърне в отворен комуникационен стандарт. Въпреки това, пълните официални спецификации на протокола в свободен достъпне - те трябва да бъдат поръчани срещу пари на уебсайта на HART Communications Foundation. От март 2009 г. е налична спецификацията на версията HART 7.2, поддържаща технологията безжично предаванеданни.

Протоколът HART използва честотна модулация за комуникация при 1200 бода. За предаване на логическа "1" HART използва един пълен цикъл от 1200 Hz, а за предаване на логическа "0" - два частични цикъла от 2200 Hz. Компонентът HART се наслагва върху токовата верига 4-20 mA. Тъй като средната стойност на синусоидата за периода е „0“, HART сигналът няма ефект върху аналоговия 4-20 mA сигнал. Протоколът HART е изграден на принципа "Master-Slave", т.е. полевото устройство отговаря на заявката на системата. Протоколът позволява две устройства за управление (система за управление и комуникатор).

Има два режима на работа на сензорите, които поддържат обмен на данни чрез протокола HART:

Режим на предаване на цифрова информация едновременно с аналогов сигнал- обикновено в този режим сензорът работи в аналогови автоматизирани системи за управление на процеси, а обменът по протокола HART се осъществява чрез комуникатор HART или компютър. В този случай можете да извършите дистанционно (разстояние до 3000 м). пълно персонализиранеи конфигурация на сензора. Не е необходимо операторът да заобикаля всички сензори в предприятието, той може да ги конфигурира директно от работното си място.

IN многоточков режим- сензорът предава и получава информация само в цифрова форма. Аналогов изходавтоматично се фиксира към минимална стойност(само захранване на уреда - 4 mA) и не съдържа информация за измерената стойност. Информацията за променливите на процеса се чете с помощта на протокола HART. Към една двойка проводници могат да бъдат свързани до 15 сензора. Количеството им се определя от дължината и качеството на линията, както и мощността на захранването на сензора. Всички сензори в многоточков режим имат свой уникален адрес от 1 до 15, като всеки е адресиран към съответния адрес. Комуникаторът или системата за управление открива всички свързани към линията сензори и може да работи с всеки от тях.

Описание на протокола

Физически слой

Кабелен HART

HART през IP

Формат на рамката

Напишете отзив за статията "HART протокол"

Бележки

Връзки

- времеви диаграми, структура на съобщенията и др.

Физически слоеве

протоколи

Точка до точка

Области на използване

Реализации

Откъс, характеризиращ протокола HART

— обеща Николай и отново се изчерви, когато се поклони на Малвинцева. При споменаването на принцеса Мария Ростов изпита неразбираемо чувство на срамежливост, дори страх.
Напускайки Малвинцева, Ростов искаше да се върне към танците, но съпругата на малкия губернатор сложи пълничката си ръка върху ръкава на Николай и като каза, че трябва да говори с него, го заведе до дивана, от който онези, които бяха там, веднага излязоха, така че за да не безпокои жената на губернатора.
„Знаете ли, mon cher“, каза съпругата на губернатора със сериозно изражение на милото си малко лице, „това определено е подходящото за вас; искаш ли да се оженя за теб
- Кой, ma tante? – попита Николай.
- Ухажвам принцесата. Катерина Петровна казва, че Лили, но според мен не, е принцеса. Искам ли? Сигурен съм, че майка ти ще ти благодари. Наистина, какво прекрасно момиче! И тя изобщо не е толкова лоша.
— Съвсем не — каза Николай, сякаш обиден. „Аз, ma tante, както трябва на войник, не искам нищо и не отказвам нищо“, каза Ростов, преди да има време да помисли какво казва.
- Така че запомни: това не е шега.
- Каква шега!
„Да, да“, каза жената на губернатора, сякаш говорейки на себе си. - Но ето какво още, mon cher, entre autres. Vous etes trop assidu aupres de l "autre, la blonde. [приятелката ми. Твърде много се грижиш за русата.] Съпругът е наистина жалък, наистина...
„О, не, ние сме приятели“, каза Николай с простотата на душата си: никога не му е хрумвало, че такова забавно забавление за него не може да бъде забавно за никого.
„Каква глупост казах обаче на жената на губернатора! – изведнъж се сети Николай по време на вечеря. „Тя със сигурност ще започне да се ухажва, а Соня?..“ И, като се сбогуваше със съпругата на губернатора, когато тя, усмихната, отново му каза: „Е, помниш ли“, той я отведе настрана:
- Но да ти кажа честно, ma tante...
- Какво, какво, приятелю; Хайде да седнем тук.
Николай внезапно изпита желание и нужда да разкаже всичките си съкровени мисли (онези, които не би казал на майка си, сестра си, приятел) на този почти непознат. Николай по-късно, когато си спомни този импулс на непредизвикана, необяснима откровеност, която обаче беше много важни последици, изглеждаше (както винаги изглежда на хората), че съм намерил глупав стих; и все пак този изблик на откровеност, заедно с други незначителни събития, имаше огромни последици за него и за цялото семейство.
- Това е, ma tante. Маман отдавна иска да ме ожени за богата жена, но самата мисъл ме отвращава, женитба за пари.
„О, да, разбирам“, каза съпругата на губернатора.
– Но княгиня Болконская, това е друг въпрос; Първо, ще ви кажа истината, наистина я харесвам, тя ми харесва и след това, след като я срещнах в тази позиция, беше толкова странно, че често ми хрумваше, че това е съдба. Помислете особено: maman мисли за това от дълго време, но никога преди не я бях срещал, както всичко се случи: не се срещнахме. И във време, когато Наташа беше годеница на брат си, защото тогава нямаше да мога да си помисля да се оженя за нея. Необходимо е да я срещна точно когато сватбата на Наташа беше разстроена, и тогава това е... Да, ето какво. Това не съм го казвал на никого и няма да го кажа. И само на теб.
Съпругата на губернатора стисна благодарно лакътя му.
– Познавате ли Софи, братовчедке? Обичам я, обещах да се оженя за нея и ще се оженя за нея... Затова, виждате, че това е изключено“, каза неловко и изчервявайки се Николай.
- Mon cher, mon cher, как преценявате? Но Софи няма нищо, а ти сам каза, че нещата са много зле за баща ти. А твоята мама? Това ще я убие, например. Тогава Софи, ако е момиче със сърце, какъв живот ще има? Майката е отчаяна, нещата са разстроени... Не, mon cher, ти и Софи трябва да разберете това.
Николай мълчеше. Беше доволен да чуе тези заключения.
„Все пак, ma tante, това не може да бъде“, каза той с въздишка след кратко мълчание. „Принцесата все пак ще се омъжи ли за мен?“ и отново, тя сега е в траур. Може ли да се мисли за това?
- Наистина ли мислиш, че сега ще се оженя за теб? Il y a maniere et maniere, [Има начин за всичко.] - каза съпругата на губернатора.
- Каква сватовница си, ma tante... - каза Никола, целувайки пълничката й ръка.

Пристигайки в Москва след срещата си с Ростов, княгиня Мария намира там своя племенник с неговия възпитател и писмо от княз Андрей, който им предписва пътя до Воронеж, до леля Малвинцева. Притесненията за преместването, тревогите за брат й, подреждането на живота в нова къща, нови лица, отглеждането на племенника й - всичко това удави в душата на принцеса Мария онова чувство на изкушение, което я измъчваше по време на болестта и след смъртта на баща й и особено след срещата с Ростов. Тя беше тъжна. Впечатлението от загубата на баща й, което беше съчетано в душата й с унищожението на Русия, сега, след месец, изминал оттогава в условията на спокоен живот, усещаше все по-силно от нея. Беше разтревожена: мисълта за опасностите, пред които беше брат й, единственият близък човек, което остана при нея, я измъчваше непрестанно. Беше заета с отглеждането на племенника си, за когото се чувстваше постоянно неспособна; но в дълбините на душата й имаше съгласие със самата нея, произтичащо от съзнанието, че тя е потиснала зародилите се в нея лични мечти и надежди, свързани с появата на Ростов.

HART-протокол

Унифицираният сигнал 4 - 20 mA за предаване на аналогови сигнали е известен от няколко десетилетия и се използва широко при създаването на автоматизирани системи за управление на процеси в различни индустрии. Достойнство този стандарте простотата на неговото изпълнение, използването му в различни устройства, възможността за устойчиво на шум предаване на аналогов сигнал към относително дълги разстояния. При създаването на ново поколение интелигентни устройства и сензори обаче беше необходимо наред с аналоговата информация да се предават и цифрови данни, съответстващи на новите им разширени възможности.

За целта американската компания Rosemount разработи протокола HART (Highway Addressable Remote Transducer). Протоколът HART се основава на метода за предаване на данни с честотна модулация BELL 202 FSK, при който цифров сигнал се наслагва върху аналогов токов сигнал. Честотно модулираният сигнал е биполярен и, когато се използва подходящо филтриране, не изкривява основния аналогов сигнал 4 - 20 mA.

Стандарт BELL 202 FSK - кодиране на сигнала чрез метода на честотно изместване за обмен на данни със скорост 1200 Baud. Сигналът се наслагва върху аналоговия измервателен сигнал 4 - 20 mA. Тъй като средната стойност на FSK сигнала е 0, това не засяга аналоговия сигнал 4 - 20mA.

Връзката между мрежовите възли се основава на принципа MasterSlave. Една HART мрежа може да има до 2 главни възела (обикновено един). Вторият Master, като правило, е освободен от поддържане на предавателни цикли и се използва за организиране на комуникация с всяка система за управление на дисплея на данни. Стандартната топология е „звезда“, но също е възможна топология на шината. Използват се два режима за предаване на данни по мрежата:

Асинхронен: по схемата “Master - заявка / Slave - отговор” (един цикъл отнема 500ms);

Синхронен: пасивните възли непрекъснато предават своите данни към главния възел (времето за актуализиране на данните в главния възел е 250-300 ms).

Фигура 3.5 - Кодиране на сигнала с помощта на метода на изместване на честотата

Основни параметри на протокола HART:

Дължина на полеви автобус - 1,5 км;

Скорост на трансфер на данни - 1.2 Kb/s;

Броят на устройствата на една шина е до 16.

Протоколът HART позволява:

Поведение, ръководене дистанционна конфигурациясензори за необходимия диапазон на измерване чрез дистанционна полева шина;

Не свързвайте отделни захранващи линии към сензорите и не разполагайте със захранвания в тях (захранването се подава от захранванията на контролера през полевата шина);

Нараства поток на информациямежду контролера и устройствата, ако в устройствата е налична самодиагностика, предаване на съобщения за неизправности чрез полевата шина и след това към оператора.

PROFIBUS протокол

Индустриалните комуникационни задачи често изискват различни решения. В един случай е необходимо да обменяте сложни, дълги съобщения с Средната скорост. В друго - задължително бърз обмен кратки съобщенияизползване на опростен комуникационен протокол, например със сензори или изпълнителни механизми. В третия случай се изисква работа в експлозивни и пожароопасни производствени условия. PROFIBUS има ефективно решениеза всеки от тези случаи.

PROFIBUS е фамилия от индустриални мрежи, които предоставят цялостно решение на корпоративни комуникационни проблеми. Това общо име се отнася до колекция от три различни, но съвместими протокола: PROFIBUS-FMS, PROFIBUS-DP и PROFIBUS-PA.

Фигура 3.6 - Характеристики на протокола PROFIBUS

Протоколът PROFIBUS-FMS се появи първи и беше предназначен да работи на така нареченото ниво на работилницата. Основната му цел е да прехвърля големи количества данни. Протоколът PROFIBUS-DP се използва за високоскоростен обмен на данни между програмируем логически контролер и устройства за разпределена комуникация с обекта. Физическа преносна среда - екранирана усукана двойка RS-485 стандарт.

Скоростта на обмен директно зависи от дължината на мрежата и варира от 100 kbit/s на разстояние от 1200 m до 12 Mbit/s на разстояние до 100 м. Взаимодействието на възлите в мрежата се определя от „ Master-Slave” модел (главен-подчинен). Мастерът последователно анкетира свързани възли и издава команди за управление в съответствие с вградената в него технологична програма. Протоколът за обмен на данни гарантира определено време на цикъла на запитване в зависимост от скоростта на комуникация и броя на мрежовите възли, което позволява използването на PROFIBUS в системи в реално време.

PROFIBUS-PA е мрежов интерфейс, чиято физическа среда за предаване на данни отговаря на стандарта IEC 61158-2 и може да се използва за изграждане на мрежа, свързваща изпълнителни механизми, сензори и контролери, разположени директно в опасни зони.