Протокол HART в расходомерах ТМ «ЭМИС», возможности коммуникации

Коммуникационный протокол HART является наиболее востребованным и распространенным на сегодняшний день промышленным цифровым протоколом для совместного использования с аналоговой токовой петлёй 4-20 мА.

Например, отечественные АСУТП преимущественно используют аналоговые сигналы 4-20 мА, поэтому использование HART-совместимых полевых приборов совместно с недорогим HART коммуникатором является наиболее оптимальным и эффективным решением для эксплуатации сложного технического оборудования.

Компания «ЭМИС» является членом FieldComm Group — международной организации, обеспечивающей поддержку и содействующей распространению применения стандартов протокола HART Communication с 2016 года. В настоящее время протокол HART доступен для пяти интеллектуальных приборов торговой марки «ЭМИС».

Кориолисовый счетчик-расходомер «ЭМИС-МАСС 260» с HART

Массовый (кориолисовый) расходомер «ЭМИС-МАСС 260» поддерживает протокол HART v7. В качестве интерфейса связи используется токовый выход 4-20 мА. В 2021 году инженерный центр компании «ЭМИС» завершил обновление HART DTM (FDT/DTM) библиотеки для кориолисового расходомера «ЭМИС"-МАСС 260».

С помощью технологии FDT и DTM можно удаленно осуществлять настройку интеллектуальных приборов, интегрированных в системы верхнего уровня и поддерживающие работу с библиотеками версии 2.0 и старше. На сегодняшний день эту версию используют большинство мировых производителей КИП и А.

Для того, чтобы применить технологию FDT, необходимо установить программное обеспечение, поддерживающее DTM, например, пакет PACTware. В совокупности с DTM-файлами, разрабатываемыми производителями приборов и, в частности, компанией «ЭМИС», данное программное обеспечение позволяет выполнять удаленную настройку измерительного оборудования в единой системе автоматизации производства.

Добавим, что применение HART-протокола дает возможность производить также и самодиагностику кориолисового расходомера «ЭМИС-МАСС 260» — тестировать взаимодействие первичного и вторичного преобразователей, определять наличие критических ошибок в работе сложного технического устройства, таких как неисправность сенсора или ошибок электронного блока, и других.

Датчик давления «ЭМИС-БАР» с HART

Протокол НАRT v 6 или 7 в качестве выходного сигнала также реализован в интеллектуальных датчиках давления «ЭМИС-БАР». Передача информации об измеряемой величине в цифровом виде осуществляется по двухпроводной линии питания и связи совместно с сигналом постоянного тока 4-20 мА. Цифровой сигнал может приниматься и обрабатываться любым устройством, поддерживающим HART-протокол.

Связь датчиков с портативным HART-коммуникатором либо с персональным компьютером осуществляется через цифровой выход посредством стандартного интерфейса и дополнительного HART-модема. При этом имеется возможность настройки датчика, выбора его основных параметров, получения информации об измеряемом давлении и др. Использование HART-протокола допускает одновременное наличие в системе двух управляющих устройств: системы управления в виде компьютера с HART-протоколом и портативного HART-коммуникатора. При этом датчик давления «ЭМИС-БАР» может распознать и выполнить команды каждого из управляющих устройств, имеющих разные адреса и осуществляющих обмен данными в режиме разделения времени канала связи.

Показания датчика могут быть получены как в аналоговом, так и в цифровом виде. В представленной схеме, выходной ток датчика не несет информационной нагрузки и может быть запрещен (постоянный ток 4 мА).

При подключении в многоточечную HART-сеть на одной линии может быть подключено не более 15 датчиков, и они должны быть подключены параллельно. У всех датчиков аналоговый токовый сигнал должен быть запрещен (постоянный ток 4 мА). При этом уменьшается суммарная потребляемая мощность.

Схема подключения датчиков, включенных в многоточечную HART-сеть © emis-kip.ru

Отметим, что в многоточечной системе считывание информации может осуществляться только в цифровом виде. При этом при построении многоточечной сети необходимо правильно выбирать напряжение источника питания. Из-за суммарного тока датчиков падение напряжения на резисторе 250 Ом будет значительным. Кроме того, для прокладки проводов в HART-системе должен использоваться кабель витой экранированной пары, либо с общим экраном поверх кабеля, содержащего много витых пар. В последнем случае важно не использовать другие пары для сигналов, которые могут вызвать помехи в HART коммуникации. Их можно использовать для других HART линий связи, либо для чисто аналоговых линий, если уровень наводимых в них помех от HART имеет допустимое значение.

Если длина кабеля превышает несколько десятков метров, его погонные параметры — сопротивление и емкость — необходимо учитывать, чтобы не допустить искажения HART сигнала. Это условие выполняется, если произведение суммарного сопротивления R и емкости C сети удовлетворяет соотношению: R*C ≤ 65 мкс.

При включении питания датчика автоматически запускается непрерывная программа самодиагностики с последующей передачей результатов диагностики по цифровому протоколу HART. Самодиагностика включает в себя проверку: сигнала сенсора, электронного модуля, датчика температуры, аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) и цифро-аналогового цифрового преобразователя (ЦАП).

В качестве полезной функции, которая может использоваться в постоянном режиме, можно получать температуру сенсора датчика давления «ЭМИС-БАР» по протоколу HART и иметь представление о состоянии процесса.

Целесообразно добавить, что для датчиков давления «ЭМИС-БАР» также доступна библиотека с DD-файлами (Device Desription — англ. описание устройства (прим. автора)), которую производитель предоставляет заказчику бесплатно. Кроме того, имеется возможность использовать технологию FDT (FIELD DEVICE TOOL) для обеспечения настройки приборов. Для этого должно быть установлено программное обеспечение PACTware и соответствующие файлы DTM (DEVICE TYPE MANAGER). PACTware как независимая сервисная программа и соответствующие управляющие программы типов устройств (DTM) в сочетании с обменом по протоколу HART обеспечивают удаленную настройку любого оборудования с наличием протокола HART.

Более подробно о возможностях приборов ТМ «ЭМИС» с цифровым протоколом HART читайте здесь.

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.