以太网速度的Hart——像Feldbus和Hart那样的数字化通信技术协议得到了广泛的应用。同时，Wireless Hart作为主要的无线通信技术协议在流程工业领域中得到了广泛的应用。在安装使用无线Hart网关时，或者在现有基础设施中补充安装Hart通信协议的多通道复路器时，Hart IP地址作为新的通信协议标准保证了高效的系统集成。

在贯彻落实新技术方面，流程工业领域显得非常滞后。IMS Resarch咨询公司2013年2月公布的一份调查报告表明：从2011年开始到2016年时流程工业领域中工业以太网的应用将会翻番。Hart通信基金会(HCF)也认识到了这一发展趋势，并推出了Hart IP地址以太网的通信技术协议。Hart IP地址提供了简单的从现场总线仪器设备到流程设备主控系统垂直集成数据的可能性。这一通信技术协议不仅支持获取现场总线仪器设备的变量数据，而且也可以完成仪器设备的参数赋值和获取其他故障诊断信息的可能性。

跨栏式的系统集成

在系统集成时，传统的PLC通信协议受到了制约。这种通信技术协议在传输数据时所耗费的时间太多，也不适合对现代化现场总线仪器设备数据的管理。用固定电缆连接的传统现场总线仪器设备常常只能提供流程工艺过程中唯一的一个或者一种变量数据。每一个仪器设备的变量数据图形则必须由控制系统或者Modbus RTU寄存器在过程数据可视化系统中完成，因此成为一件非常费时费力的事情。

与此相反，无线Hart技术的仪器设备则能够提供多个检测值、控制信号和反馈信号，常常是2个、3个或者4个各有明确状态信息的动态变量。例如一个温度检测传感器就可以发送2个或者多个温度数据;压力传感器可以发送检测到的当前压力值和压力差;声学发射器可以发送声强和温度信息或者震动传感器发送震动数据、加速度和温度数据等。

今天，在Modbus寄存器中生成多功能仪器设备的动态参数图像或者是OPC标准的组件、数据点的曲线、图形是一件非常费时费力的事情，而且也常常容易出错。

Hart，也包括了无线Hart技术的仪器设备都是智能化的;需要中央控制系统的赋值支持以及故障诊断和蓄电池电量监控。当然也可以利用手持式仪器完成参数赋值和故障查询，但在流程设备生产实践中来讲，用手持式设备完成这些任务是不现实的。最理想的解决方案就是利用软件进行智能化的仪器设备管理。虽然Modbus寄存器和OPC数据点等可以用于过程变量的管理，但不适合于在资产管理系统框架内的智能化仪器设备管理。

Hart IP，Wireless HART和Hart系统架构的举例说明

Hart IP地址就是一个解决方案

随着Wireless Hart无线应用意义的提高和现场总线层数字化程度的提高，过程设备开始采用2012年6月公布的HCF网络管理标准，可寻址远程传感器高速通道开放通信协议的Hart IP地址技术也就成为用户和系统供应商们关注的焦点。这一通信技术协议经IP技术网络，例如以太网和Wireless LAN网络、利用IPv4网际协议版本4或者IPv6网际协议版本6的UDP用户数据报协议和TCP传输控制协议传输数据。Hart IP地址应用层使用的是4~20 mA电流Hart通信技术协议和Wireless无线Hart相同的命令。

与串行口数据传输相比较，工业以太网提供了更多的优点。例如可以通过共同的媒介传递过程数据和IT数据，有着很大的地址空间，允许参与通信的用户数量几乎是无限的。除此以外，通过开关的串联可以扩建成一个很大的网络。另外，它还可以高效地传递大量的数据，可以使用各种不同媒介(铜线、光纤、无线)来综合传递数据。

作为高层应用协议，Hart IP地址工作时与所使用的媒介无关，既可使用标准的以太网(IEEE 802.3)、铜线和光纤，也可以使用无线通信的Wirelsess LAM(IEEE 802.11)。因此，它也可以在普通的通信基础设施中使用，例如在LAN交换机，路由器，接入点，电缆和插头插座连接器等设施中使用。

除此以外，Hart IP地址也可以在有着冗余以太网的网络结构中使用，例如在网状和环状结构的网络中、或者在PoE远程供电的网络中使用。在这些网络中使用时，Hart IP地址支持各种不同的数据传输速度(10 Mbit/s，100 Mbit/s，1 Gbit/s)。

利用Hart IP地址技术可以通过有线和无线传输方式向上一级应用(SCADA，CMMS，DCS，ERP和其他)发送信息，且与信息传输媒体介质无关

基于Hart IP地址的通信技术能够利用同一网络为不同的用户传输不同通信技术协议的数据。也就是说：Hart IP地址可以简简单单地与其他IT技术和工业以太网技术协议相互通信，例如与http或者Ethernet/IP以及Profinet相互通信，无需单独再建一套通信基础设施了。同样，它也支持使用多个客户端和服务器。这样，就能够使多个控制系统和软件用户经同一网络从一个或者多个网关或者多路复用器中获取数据。

有了Hart IP地址，以太网中的现场总线仪器设备也就可以像Hart IP地址回程网那样使用Wireless Hart网关和Hart多路复用器。也能够在流程设备资产管理系统中利用软件智能化的管理现场总线仪器设备，如同OPC标准的服务器获取Wireless Hart和4~20 mA/Hart现场总线仪器设备的数据那样。特殊的应用，例如电子控制冷凝液自动排放器的监控或者机床设备的状态监控等等。今天也都可以用Hart IP地址来获取仪器设备的数据。也可以设想利用Hart IP地址实现设备的垂直集成。一些现场总线仪器设备，例如流量检测仪已经实现了对以太网的支持。

无需替换仪器设备层

简单的现场总线仪器设备，例如信号发生器、数据分析器或者控制阀等估计将会继续使用4~20 mA/Hart、Feldbus或者Wireless Hart现场总线技术来驱动、控制。因此Hart IP地址的技术不会代替这些仪器设备的通信技术协议，并因不同的种种原因也不适用于：

•在铜质电缆构成的以太网中可以实现的信号、数据输送距离太短。

•不支持光纤以太网的电力供应。

•至今的PoE远程供电一直无法做到本质安全。

•一套流程设备中的信号发生器和控制阀成千上万，因此所使用开关的数量很快就达到了不经济的水平。

•基于光纤的以太网仪器设备的更换和更换后的标定都比较困难。

•TCP/IP要求IT部门也参与这一工作之中，以确保网络安全。

因此，我们建议：Hart IP地址主要是在一套流程设备的范围内使用。若这一地址的通信技术协议要超越一套流程设备的范围、与互联网连接或者使用Wireless LAN无线通信网络，就必须采取保证数据传输安全的相关措施(例如防火墙，VPN隧道技术，SSL安全套接层协议和Remote验证等等)。同时，当前的加密技术协议也将进一步的研发、成熟起来，而Hart IP地址技术的设计也保证了能够与新版本的加密协议相互兼容。

结语

或许Hart IP地址不会在整个流程工业领域中掀起一场技术革命，但它却是Wireless Hart网关和Hart基础设施元器件最佳的回程网，因为Hart和Hart IP的应用层是一致的，从而也减少了信息传递过程中耗费的时间及数据映射时的出错率(例如在Modbus或者OPC中)。它的安装、使用也非常简单，因为它可以在大多数流程设备现有的以太网基础设施上实现。现场总线仪器设备智能管理的软件也可以升级到最新的版本，对Hart IP和它的Wireless Hart网关给予最好的支持。