HART

Wat is HART?

HART (Highway Addressable Remote Transducer) is een hybride communicatieprotocol dat een digitaal signaal over een bestaande analoge 4-20 mA-stroomlus stuurt, zodat procesinstrumenten tegelijk hun meetwaarde analoog doorgeven en digitaal configuratie-, status- en diagnose-informatie uitwisselen. Er is geen extra bekabeling nodig: de digitale data rijdt mee op hetzelfde aderpaar. Daardoor is HART het meest gebruikte communicatieprotocol voor veldinstrumenten in de procesautomatisering, van drukopnemers en flowmeters tot regelkleppen. Het protocol is backwards compatible: een DCS of PLC die alleen het analoge signaal leest, merkt niets van de digitale communicatie.

🕰️ Waar komt HART vandaan?

Rosemount ontwikkelde HART halverwege de jaren tachtig (introductie in 1986) voor zijn slimme drukopnemers. Eind jaren tachtig werd het protocol opengesteld voor andere fabrikanten en in 1993 droeg Rosemount de rechten over aan de onafhankelijke HART Communication Foundation. In 2015 fuseerde die stichting met de Fieldbus Foundation tot de FieldComm Group, die HART én Foundation Fieldbus beheert.

Internationaal is HART vastgelegd als Communication Profile Family 9 in IEC 61784-1, gebaseerd op Type 20 van de veldbusnorm IEC 61158. Volgens ARC Advisory Group gebruikten eind 2010 al ongeveer 32 miljoen veldapparaten HART; in 2019 was het aandeel opgelopen tot ruim 60% van de wereldwijd geïnstalleerde procesinstrumenten.

🔧 Hoe werkt HART technisch?

HART legt met frequentieverschuivingsmodulatie (FSK, volgens de Bell 202-modemstandaard) een klein wisselstroomsignaal van circa ±0,5 mA over de gelijkstroom van de lus. Een frequentie van 1.200 Hz staat voor een logische 1, 2.200 Hz voor een logische 0. Omdat het gemiddelde van die sinusvorm nul is, verandert de analoge meetwaarde niet: de besturing ziet gewoon 4 tot 20 mA.

• Master-slave - het veldapparaat (slave) antwoordt alleen op verzoeken van een master. Per lus zijn twee masters toegestaan: een primary master (het DCS, de PLC of een asset-managementsysteem) en een secondary master (meestal een handheld communicator).
• Burst mode - optioneel stuurt het apparaat zonder verzoek steeds hetzelfde antwoord, bijvoorbeeld de proceswaarde. Dat levert zo’n drie tot vier updates per seconde op in plaats van twee tot drie.
• Point-to-point - de gebruikelijke opstelling: één instrument per lus, analoge meetwaarde plus digitale extra’s.
• Multidrop - meerdere instrumenten op één aderpaar, elk met een eigen polladres. De lusstroom staat dan vast op circa 4 mA en alle waarden gaan digitaal. HART 5 kende adressen 1 tot 15; vanaf HART 6 zijn 63 adressen mogelijk.

Elk HART-apparaat ondersteunt drie soorten commando’s: universele commando’s die ieder apparaat moet kennen (zoals Command 0 voor de unieke identificatie en Command 3 voor de dynamische variabelen en de lusstroom), common practice-commando’s voor veelvoorkomende functies, en apparaatspecifieke commando’s van de fabrikant. Een multivariabele transmitter levert tot vier dynamische variabelen: PV, SV, TV en QV (primaire tot en met vierde variabele), bijvoorbeeld druk, temperatuur en berekende flow.

📏 Welke typische waarden gelden voor HART?

Een veelgemaakte fout bij inbedrijfstelling is een te lage lusweerstand. Zonder voldoende weerstand ontstaat er geen meetbare spanning over het HART-signaal en kan de handheld niet communiceren, terwijl het analoge signaal gewoon werkt. Een HART-compatibele analoge ingangskaart of een losse weerstand van 250 Ω lost dat op.

🏭 Waarvoor gebruikt u HART in de praktijk?

Asset-managementsoftware leest de HART-data via HART-compatibele I/O-kaarten of via aparte HART-multiplexers die parallel aan de bestaande lussen zijn aangesloten. Om elk apparaattype goed te kunnen bedienen, gebruikt de software apparaatbeschrijvingen: DD-bestanden in EDDL (IEC 61804-3), DTM’s volgens FDT (IEC 62453) of FDI-packages (IEC 62769). In de chemie en farmacie is HART bovendien een belangrijke databron voor de NAMUR Open Architecture, die diagnose-informatie via een tweede kanaal naast de besturing ontsluit.

🔄 Hoe verhoudt HART zich tot veldbussen en Ethernet-APL?

HART is een tussenvorm tussen puur analoog en volledig digitaal. Echte veldbussen zoals PROFIBUS PA en Foundation Fieldbus H1 sturen alles digitaal over één kabel met meerdere apparaten, met 31,25 kbit/s. Ethernet-APL gaat nog verder met 10 Mbit/s over twee aders, geschikt voor explosiegevaarlijke zones.

Met HART-IP loopt hetzelfde HART-commandoprotocol over TCP/IP en UDP, bijvoorbeeld tussen een multiplexer en asset-managementsoftware of rechtstreeks naar een Ethernet-APL-instrument. Bestaande kennis van commando’s en apparaatbeschrijvingen blijft zo bruikbaar. Voor brownfield-installaties is HART daarom vaak de logische tussenstap: de bestaande bedrading blijft liggen en de diagnose-informatie komt toch beschikbaar.

🔐 Hoe veilig is HART?

Klassiek HART over de stroomlus heeft geen authenticatie of versleuteling. Iedereen die fysiek toegang heeft tot de lus, of een systeem bereikt dat HART-commando’s kan doorsturen, kan instellingen van een instrument wijzigen, zoals meetbereik of demping. Het risico zit dus vooral in de systemen die HART naar het netwerk brengen: multiplexers, asset-managementservers en engineeringstations.

• Schrijfbeveiliging - zet de hardwarematige of softwarematige schrijfbeveiliging aan op instrumenten die niet regelmatig worden aangepast, zeker in een SIS met SIL-eisen.
• Segmentatie - plaats asset-managementsystemen en HART-multiplexers in een aparte zone volgens IEC 62443 en het Purdue Model, gescheiden van het kantoornetwerk via netwerksegmentatie.
• HART-IP beveiligen - sinds revisie 7.7 eist de specificatie TLS of DTLS (versie 1.2 of hoger), toegangsniveaus voor clients en auditlogs via syslog. Ook implementaties zelf kunnen kwetsbaar zijn: in 2020 meldde CISA een kritieke buffer overflow (CVE-2020-16209) in de HART-IP Developer Kit en hipserver.
• Monitoring - leg in een asset inventory vast welke instrumenten via HART benaderbaar zijn en log configuratiewijzigingen via monitoring.

Voor Nederlandse organisaties in de energie, water en chemie is dit geen vrijblijvende kwestie. De Cyberbeveiligingswet, de Nederlandse uitwerking van de Europese NIS2-richtlijn en van kracht sinds 15 augustus 2026, verplicht essentiële en belangrijke entiteiten om risico’s in hun OT-omgeving te beheersen, en de configuratie van veldinstrumenten hoort daarbij.

❓ Veelgestelde vragen

Waar staat de afkorting HART voor?

HART staat voor Highway Addressable Remote Transducer. De naam verwijst naar het adresseerbaar maken van meetopnemers op afstand via een gemeenschappelijke verbinding. Het protocol wordt beheerd door de FieldComm Group.

Kan HART gebruikt worden voor realtime regeling?

Het digitale HART-kanaal is met 1.200 bit/s en twee tot vier updates per seconde te traag voor realtime regeling. In een normale point-to-point-opstelling loopt de regeling daarom via het analoge 4-20 mA-signaal en dient HART voor configuratie, status en diagnose. Alleen in multidrop gaat de meetwaarde digitaal, en dan voor trage processen zoals tankniveaus.

Heb ik speciale bekabeling nodig voor HART?

Nee, HART werkt over de gewone getwiste en afgeschermde kabel van een 4-20 mA-lus. Wel moet de lus voldoende weerstand hebben, minimaal circa 230 Ω en meestal 250 Ω, en moeten de I/O-kaarten en eventuele Ex-barrières HART-signalen doorlaten.

Wat is het verschil tussen HART en WirelessHART?

HART communiceert via de bedrade 4-20 mA-lus, terwijl WirelessHART hetzelfde commandoprotocol draadloos gebruikt via een IEEE 802.15.4-meshnetwerk met verplichte AES-128-versleuteling. WirelessHART is onderdeel van HART 7 en internationaal vastgelegd als IEC 62591. Het wordt vooral gebruikt voor extra meetpunten waar bekabeling te duur of te lastig is.

Wat is HART-IP?

HART-IP is de variant van HART die over Ethernet en IP-netwerken loopt, via TCP- en UDP-poort 5094. HART-IP verbindt multiplexers, gateways en Ethernet-APL-instrumenten met asset-managementsoftware. Sinds HART-revisie 7.7 zijn TLS- of DTLS-versleuteling en auditlogging verplicht voor HART-IP-apparaten.

Wordt HART vervangen door Ethernet-APL?

Ethernet-APL wordt steeds vaker gekozen voor nieuwbouw, maar HART blijft decennia in gebruik omdat tientallen miljoenen geïnstalleerde instrumenten het ondersteunen. Via HART-IP over Ethernet-APL blijft bovendien de bestaande kennis van HART-commando’s en apparaatbeschrijvingen bruikbaar. In bestaande installaties blijven lussen meestal tot het einde van hun levensduur op 4-20 mA met HART.

📌 Samengevat

HART is het hybride protocol dat digitale configuratie- en diagnose-informatie meestuurt over een bestaande 4-20 mA-lus, zonder het analoge meetsignaal te verstoren.

Met ruim de helft van alle procesinstrumenten wereldwijd is HART de stille standaard van de procesindustrie en een brug tussen klassieke industriële automatisering en datagedreven onderhoud. Wie de diagnose-informatie benut, krijgt betere asset-data en minder storingen. Wie HART via multiplexers en HART-IP op het netwerk brengt, moet die toegang wel beveiligen als onderdeel van de OT-omgeving.