O Protocolo HART, no mundo da engenharia e automação, é um conjunto de especificações aplicadas à comunicação entre dispositivos, que desempenha um papel primordial na ponte entre a tecnologia analógica e a digital. O HART (Highway Addressable Remote Transducer) foi Desenvolvido pela Rosemount Inc. em 1986, e tornou-se um padrão aberto na indústria, permitindo comunicação digital flexível mediante um sinal de loop de corrente de 4 a 20 miliamperes. A seguir, Dicas TOP traz as principais características e fundamentos do protocolo. Confira!
A importância da Tecnologia Analógica
Antes de nos aprofundarmos nos detalhes do protocolo HART, vamos entender a importância da tecnologia analógica na realidade digital atual. A princípio, os sinais analógicos, representados por formas de onda contínuas, são a espinha dorsal dos processos industriais há décadas. Assim, eles fornecem medições precisas e confiáveis de grandezas físicas, como temperatura, pressão e vazão. Embora a tecnologia digital tenha inaugurado uma nova era de automação e controle, isso não teria sido possível sem a base estabelecida pela tecnologia analógica.
Compreendendo o Protocolo HART
Antes de tudo, o protocolo HART foi projetado para permitir a calibração e ajuste de equipamentos analógicos sem interromper a comunicação analógica. Dessa forma, foi o primeiro protocolo de comunicação digital que permitiu a comunicação bidirecional sem afetar os equipamentos analógicos existentes. Em seguida, o Protocolo evoluiu significativamente, com a introdução de recursos sem fio e recursos de segurança aprimorados na especificação HART 7.
Recursos e Benefícios do HART
O HART oferece uma ampla gama de recursos que o tornam o protocolo mais adequado para ambientes industriais. Desse modo, com o HART, você pode monitorar processos, diagnosticar problemas, configurar dispositivos e até mesmo acessá-los remotamente. Em contrapartida, de outras tecnologias sem fio, como Bluetooth e infravermelho, o protocolo oferece um alcance de comunicação muito maior, tornando-o ideal para ambientes industriais. Além disso, o HART garante um nível mais elevado de segurança através da criptografia, tornando-o mais confiável do que outras opções sem fio.
Protocolo HART – Comparação com outros Protocolos de Comunicação
Para compreender as qualidades únicas do protocolo HART, vamos compará-lo com outro protocolo de comunicação popular, o Modbus. Enquanto o Modbus oferece uma pilha mais abrangente com camadas de apresentação e sessão, o HART se concentra nas camadas físicas e de enlace de dados. Por analogia, isso significa que ele pode integrar-se perfeitamente com equipamentos analógicos existentes e fornecer funcionalidade digital adicional sem a necessidade de extensas atualizações de infraestrutura.
Camada Física e Comunicação
A camada física do protocolo HART utiliza modulação por deslocamento de frequência (FSK) para sobrepor sinais digitais ao loop de corrente analógico. Como resultado, permite a transmissão de informações digitais sem interferir no sinal analógico. Analogamente, o HART também define os requisitos recomendados de cabeamento e impedância para garantir uma comunicação confiável.
Estrutura do Quadro e Conjunto de Comandos no Protocolo HART
O protocolo HART utiliza uma estrutura de quadro para permitir a comunicação entre dispositivos. Cada quadro consiste em campos de sincronização, endereçamento, comando e dados. O campo de sincronização garante a interpretação adequada do quadro, enquanto o campo de endereçamento identifica o dispositivo ao qual o quadro se destina. O campo de comando especifica o tipo de operação e o campo de dados contém as informações reais a serem transmitidas.
HART em Comunicação Sem Fio
Em 2012, a HART introduziu o HART-IP, um protocolo projetado para simplificar a integração de dispositivos de campo em sistemas de controle. O HART-IP permite comunicação contínua por meio de redes Ethernet ou Wi-Fi padrão, proporcionando maior flexibilidade e facilidade de uso. Sobretudo, essa capacidade de integração torna o protocolo a escolha ideal para sistemas de controle de supervisão e aquisição de dados (SCADA) e sistemas de controle de produção.
Vantagens e desvantagens do HART
Vantagens:
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- Flexibilidade na combinação de sinais digitais e analógicos;
- Capacidade de transmitir informações adicionais além da variável primária;
- Compatibilidade com ambientes industriais;
- Implementação econômica usando infraestrutura existente.
Desvantagens:
- Velocidade mais baixa no modo multidrop devido à taxa de dados do protocolo.
Concluindo, o protocolo HART revolucionou a forma como as tecnologias analógicas e digitais coexistem em ambientes industriais. Ao permitir a integração perfeita e aprimorar os recursos dos equipamentos analógicos, o HART se tornou o protocolo de comunicação ideal para muitas aplicações industriais. Seja para monitorar, diagnosticar ou configurar dispositivos, o HART oferece a flexibilidade e a confiabilidade necessárias na realidade tecnológica atual.
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