HART Protokolü Nedir? Nasıl Çalışır?

HART Protokolü detaylarına geçmeden önce Current-loop teknolojisi hakkında bilgi edinmek gerekir. Current-loop teknolojisi 40 yıldır analog sensörler de kullanılmaktadır. Current-loop, basit ve uygun maliyeti açısından kullanımı yaygındır. Başka bir deyişle, analog veriler transmitter ile 4-20mA aralığında skala ederek bilgi alınmakta ve program içerisine işlenmektedir. Hatta bu piyasada görülen en basit ve uygun yöntemlerden biridir.

HART (Highway Addressable Remote Transducer) protokolü nedir, analog sensörler ile nasıl kullanılır, nasıl çalışır ve avantajları nelerdir gibi sorulara cevaplar üretmeye çalışalım.

Tüm bilgilerin akışı bir haberleşme protokolleri ile sağlanmaktadır. Bir çok haberleşme protokolü mevcuttur. Profibus, Profinet, HART, Modbus, EtherCAT gibi haberleşme protokollerini gösterebiliriz. Burada yer alan haberleşme protokolleri ile ilgili yazılarıma da ulaşabilirsiniz.

HART Haberleşme Protokolü Nedir?

HART protokolü gördüğünüz gibi bir analog sinyalin dijital sinyale dönüşümü sonucu oluşmaktadır. Hatta resim 1'de "Frequency Shift Keying" 1970 yılların sonunda Bell 202 modem standardı olarak icat edilmiştir. Aynı şekilde 1980 yılında Bell 202 standardı iletişim standardı olarak kabul edilmiştir. Sonuç olarak bu standardın metodu saniyede 1200 Hz ile 2200 Hz olarak, karşılığında "0" ve "1" değerlerini üretmektedir. Yani 1200 Hz - "1" ve 2200 Hz - "0" üretmektedir.

Resim 2'de bir analog sinyal zaman diliminde ürettiği değerlerin grafiğini göstermektedir. Aynı zamanda HART protokolü analog sinyalin içerisinden elde ettiği verileri dijital sinyale dönüşümünün sağlandığı bir protokol olarak ifade edebiliriz.

Analog sinyal 4-20mA aralığında üretirken bir HART protokolünde ise 16 bitlik bir dijital sinyal üretecek ve "0" ve "1" ifadelerinden oluşuyor olacaktır.

HART Haberleşme Protokolü Nasıl Çalışır?

HART protokol ile 64 adet cihaz bağlantısı yapabiliriz. Yani küçük bir ağ oluşturabiliriz. Aynı zamanda her bir cihazın kendisine ait bir adresi mevcuttur. Başka bir deyişle, uzaktan erişim yeteneği HART sensörleri güçlü ve kullanışlı yapmaktadır.

Bir PLC analog input kartla bir HART sensör bağlantısını diyagram içerisinde görebiliriz. Mesela HART haberleşme protokolünü kullanarak da uzaktan sensör içindeki bilgiye PLC program yazılımdan erişim sağlayabilmekteyiz. Aynı zamanda bir HART, sensöründen bilgi Master tarafından talep edilmiş olmalıdır. Aynı şekilde talep edilen her mesaj şu aşağıdaki şekilde formatlıdır.

HART Haberleşme Protokolü Data Formatı Nedir?

Her bir cihazın kendine ait adresinden bahsetmiştik. Başka bir deyişle peki bu adresleme nasıl oluşmaktadır.

Haberleşme Protokolü HART Kullanımı Şekilleri Nelerdir?

HART kullanımı farklı yöntemleri kullanabilmektedir. Mesela aşağıda en çok kullanılan örneklerden bahsedersek. Bunlar;

• 4-20mA akım sinyaliyle bağlantılı olarak point-to-point modu,

• Sahada yer alan diğer cihazlara bağlantılı olarak multidrop modu,

Hart Haberleşme Protokolü Kullanım Örnekleri

Haberleşme protokolleri kullanılarak gerçekleştirilmiş farklı örnek çalışmaları aşağıdaki görsellerden görebilirsiniz. Ethernet, Profibus DP ve WirelessHART görmekteyiz.