به منظور ارتباط بخش‌های مختلف یک سیستم صنعتی شامل تجهیزات فیلد (Field Instruments)، سیستم‌های کنترلی (PLC-DCS )، عملگرها و سایر اجزای سیستم‌های اتوماسیون صنعتی از پروتکل‌های صنعتی استفاده می‌گردد. پروتکل‌های صنعتی در واقع قوانین و مقرراتی هستند که زمینه ارتباط تجهیزات صنعتی را با استفاده از سیگنال‌های آنالوگ و دیجیتال فراهم می‌کنند. پروتکل HART یک استاندارد جهانی برای ارسال و دریافت اطلاعات دیجیتالی از طریق سیم های آنالوگ در بین دستگاه‌های هوشمند و سیستم کنترل، نظارت یا ارتباطات دستی است.
پروتکل HART
یکی از رایج ترین پروتکل‌های صنعتی در صنایع کشورمان، پروتکل HART می‌باشد. کلمه HART مخفف عبارت Highway Addressable Remote Transducer می‌باشد که به معنای ایجاد مسیر‌های آدرس پذیر (تفکیک شده) بین ترانسدیوسر (ترانسمیتر)های موجود در فیلد و سیستم کنترل می‌باشد.
مکانیزم عملکرد این پروتکل به این صورت است که علاوه بر اینکه اطلاعات فیلد (دما ، فشار، وزن، فلو، لرزش، سرعت، رطوبت، فاصله و …) از طریق یک زوج سیم با ولتاژ DC و جریان آنالوگ 4-20 میلی آمپر منتقل می‌گردد، یک سیگنال دیجیتال با دامنه 0.5 میلی آمپر و در فرکانس 1200 (یک دیجیتال) و 2200 هرتز (صفر دیجیتال) روی سیگنال آنالوگ سوار می‌شود.
این سیگنال دیجیتال اطلاعات ثانویه شامل مشخصات فنی تجهیزات، کالیبراسیون ، پیکربندی، خطاهای احتمالی و … را انتقال می‌دهد. ایجاد این مسیر ارتباطی بین اجزای فیلد با یکدیگر و با سیستم کنترل، باعث می‌شود پایداری (Stability) به میزان قابل توجهی بالا رفته و نیاز کمتری به دخالت کاربر باشد.
ارتباطات دیجیتال در پروتکل HART از نوع Request /Reply می‌باشند. در این حالت سیستم کنترل مرکزی در فواصل زمانی برنامه‌ریزی مشخص، طی درخواستی ، اطلاعات مورد نیاز از فیلد را اخذ نموده و در صورت نیاز تغییراتی را در پیکربندی و کالیبراسیون ترانسمیترهای موجود در فیلد ایجاد می‌نماید. حداکثر تعداد Field Device هایی که تحت پروتکل HART قادر به برقراری ارتباط هستند 15 تجهیز می‌باشد که البته این ارتباط می‌بایست از نوع Multi-Drop می‌باشد.
یکی از بارزترین مزایای پروتکلHART قابلیت توسعه مرحله به مرحله و اتصال جزیزه‌ای با سیستم‌های اتوماسیون قدیمی است که بوسیله سیگنال استاندارد صنعتی آنالوگ ۲۰-۴ میلی آمپر اداره می‌شوند. در این حالت امکان ارسال داده‌های دیجیتال بوسیله زوج سیم طراحی و نصب شده از قبل فراهم بوده و حتی نیازی به تغییر Wiring را نیز نخواهیم داشت.
