Tecnologia revolucionária, o HART é considerado um protocolo industrial pioneiro para comunicação bidirecional entre aparelhos de campo inteligentes e sistemas de controle.
Com mais de 40 milhões de instrumentos instalados em todo o mundo, trata-se de uma solução confiável para aproveitar as vantagens de equipamentos inteligentes.
Acompanhe esse artigo para saber mais sobre o padrão, entender a sua origem, identificar suas características e muito mais!
Protocolo HART (Highway Addressable Remote Transducer) é um protocolo digital bidirecional desenvolvido para facilitar a calibração e o ajuste de damping e range de dispositivos analógicos.
Em português, seu nome significa Via de Dados Endereçável por Transdutor Remoto. Esse padrão aberto de comunicação é usado por diversos segmentos industriais.
Serve para receber e enviar dados digitais entre equipamentos inteligentes e sistemas de monitoramento e controle.
Isso ocorre por meio de loops de corrente analógica de 4-20 mA que interligam a maior parte dos instrumentos de campo a sistemas de controle.
HART é uma solução confiável de longo prazo para as empresas aproveitarem as vantagens dos dispositivos inteligentes com comunicação digital.
Com o protocolo, os investimentos realizados com componentes analógicos (incluindo fiação) são preservados, garantindo que a planta disponha de diversos processos digitais e dados de diagnóstico.
Além de um protocolo de comunicação digital, o HART também define técnicas de aplicação, categorias de aparelhos, meio físico, tags descritivas, instrumentos, parametrização e calibragem.
É considerado uma das principais tecnologias de comunicação digital implementada em indústrias em todo o mundo, aplicada a milhares de equipamentos de campo.
O protocolo possibilita a atuação de mestres que podem ser, por exemplo, um programador de mão, um console ou um notebook.
As atualizações das especificações do padrão são realizadas constantemente pela FieldComm Group, com o objetivo de atender as evoluções das aplicações. Alguns exemplos são as versões WirelessHART, HART-IP e HART 7.
O protocolo foi desenvolvido por volta de 1980 pela Rosemount Inc., como um padrão proprietário para seus equipamentos inteligentes.
Em 1986, se tornou um protocolo aberto que, mais adiante, passou por revisões de suas especificações, mantendo a compatibilidade com versões anteriores.
Foi projetado para fazer a comunicação bidirecional de variáveis de processos e informações extras entre instrumentos de campo inteligentes. Em meio à Terceira Revolução Industrial, o padrão se popularizou e manteve a sua importância até hoje.
Instrumentação Industrial: o que é, vantagens e equipamentos!
A tecnologia é baseada no padrão Bell 202 Frequency Shift Keying (FSK) que faz a sobreposição de sinais digitais aos sinais analógicos de 4 a 20 mA. Pode atuar com configurações ponto-a-ponto ou multiponto.
A velocidade de transferência de dados é de 1200 bps (bits por segundo), sem interrupção do sinal analógico, possibilitando que um mestre receba atualizações digitais de um equipamento.
Deste modo, o protocolo provê, no mínimo, dois canais de comunicação simultâneos: o analógico e o digital.
Trabalhando juntos, o sinal analógico cumpre seu papel de informar a variável do processo e o sinal digital se sobrepõe a ele para colher dados sobressalentes, como diagnósticos e condições do equipamento.
A comunicação HART é no formato mestre-escravo, feita entre equipamentos que aceitam o padrão, como sensores ou atuadores, e um sistema de controle.
Cada envio de informações de um escravo HART só começa com o comando de até dois dispositivos mestres (hosts), que podem ser um CLP, um sistema de controle, configuradores, entre outros.
Já o escravo normalmente é algum mecanismo de medição de variáveis ou, ainda, um atuador, que pode ser uma válvula, por exemplo.
Entre as suas especificações, o protocolo pede que a carga total do loop de corrente seja entre 230 e 1100 Ohms, para garantir uma comunicação confiável.
Por ser bidirecional, ou seja, atuar com dois canais de comunicação simultâneos, o protocolo se destaca por não prejudicar o sinal analógico. Com relação ao seu desempenho, selecionamos as seguintes características:
A principal vantagem é a sua capacidade de realizar uma comunicação confiável e de qualidade com dois canais. Isso o torna uma solução completa.
O grande benefício para as empresas é que é possível reaproveitar os dispositivos e fiação analógicos para fazer o diálogo digital.
No modo multidrop, o padrão suporta até 64 dispositivos, que poderão enviar as mensagens sobre variáveis e informações adicionais dos processos.
Como desvantagem, temos a velocidade relativamente baixa do sinal digital e a perda de funcionalidade do sinal analógico quando em modo multidrop.
Porém, a flexibilidade do protocolo para trabalhar com outras tecnologias ajuda a remediar essa limitação.
Outro destaque é a sua capacidade em diagnosticar irregularidades nas atividades produtivas.
Esta solução de automação industrial pode ser utilizada em aplicações dos mais variados segmentos da indústria.
Uma estimativa da FieldComm Group aponta que “80 a 90% de todos os dispositivos de medição e controle instalados a cada ano sejam habilitados para o protocolo”.
O protocolo é indicado para atuação em fábricas, pois consegue codificar com precisão sinais em ambientes hostis e ruidosos.
Pode ser aplicado a projetos simples ou complexos, trazendo bons resultados.
Usado para colher informações importantes dos processos e para diagnósticos de problemas em equipamentos da produção, o padrão previne falhas, contribuindo para aumentar a confiabilidade dos processos industriais e diminuir gastos com manutenção.
Entre os seus recursos mais utilizados estão a corrente de saída fixa, formato de configuração Burst, calibragem da corrente de loop, comando especial 9 – que permite a escolha do código da variável que precisa de controle – etc.
Esperamos ter esclarecido um pouco sobre a importância do HART para a indústria, sendo muito usado como protocolo de transição por quem quer um padrão inteligente, mas deseja manter sua infraestrutura para o controle de processos.
Mostramos também que o protocolo é flexível, aceitando até dois mestres e atuando com diferentes configurações.
Assim, concluímos que essa tecnologia de comunicação é simples, confiável e fácil de usar.
Ela configura uma verdadeira transformação digital para instrumentos analógicos. Por isso, é um protocolo indicado para as mais diversas aplicações.
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