Modulo HART da Modbus a modulo HART

Caratteristiche del modulo da Modbus a HART

Conforme al protocollo standard Modbus RTU

fornire la capacità di comunicazione HART al dispositivo bus Mod

Supporto per dispositivi portatili 375/475

L'interfaccia elettrica collegata al dispositivo Modbus supporta i livelli TTL, RS485 e RS232.

Supporto per i protocolli HART 5/6/7

Supporta 6 variabili del dispositivo e 4 variabili dinamiche

Logica di conversione da modulo Modbus a modulo HART

Il modulo HART è in grado di convertire gli strumenti di flusso/livello MODBUS in strumenti di flusso/livello HART.

Il modulo HART (M0310) è un modulo di conversione integrato che converte il segnale di ingresso MODBUS in un segnale di uscita HART. Il modulo HART è integrato nel dispositivo di ingresso MODBUS (strumenti di misura, come flussimetri, misuratori di livello, ecc.) e il protocollo del livello applicativo MODBUS viene eseguito tramite un segnale a livello TTL. Il modulo HART, in qualità di master e slave MODBUS, converte i registri dati (come il registro di ingresso e il registro di mantenimento) del dispositivo MODBUS in tutte le variabili dinamiche dei comandi HART. Ad esempio, il registro di mantenimento di un flussimetro con indirizzo 30000 (intervallo 1-65536) contiene il valore istantaneo del flusso. È possibile configurare il registro di mantenimento come variabile dispositivo 0 (intervallo 0-5) del modulo HART e designare il dispositivo 0 come variabile primaria (o secondaria, terziaria o quaternaria). La logica di conversione è illustrata nella figura seguente.

Diagramma logico di mappatura dei dati

Il modulo HART, in quanto prodotto universale, si troverà a dover gestire diverse caratteristiche di interfaccia di vari dispositivi MODBUS (indirizzo slave, velocità di trasmissione, parità, ecc.), modalità di memorizzazione dei dati (indirizzo del registro dati, tipo di dati, sequenza di byte, ecc.) e requisiti degli utenti finali per l'allocazione dinamica delle variabili HART (mappatura del registro dati alla variabile del dispositivo, mappatura della variabile del dispositivo alla variabile dinamica). Tutti gli elementi sopra menzionati possono essere riconfigurati dal produttore del dispositivo.

Microcyber può fornire il software di configurazione per PC per la configurazione sopra descritta. Fornisce inoltre i file DD del modulo HART, destinati alla stazione master HART (PC, comunicatore) che possiede la capacità di analizzare i file DD. Il modulo HART viene configurato tramite comunicazione HART dalla stazione master HART, per confermare le caratteristiche dell'interfaccia tra il modulo HART e il dispositivo MODBUS, la modalità di memorizzazione dei dati e la mappatura dalle variabili del dispositivo alle variabili dinamiche HART.

Dopo la configurazione sopra descritta, il dispositivo master HART può accedere alle variabili dinamiche del modulo HART tramite comandi HART e realizzare la trasmissione digitale dei dati dal registro dati MODBUS (come i valori di flusso istantanei del flussometro a memoria) al master HART.

Il modulo HART, in quanto prodotto universale, si troverà a dover gestire diverse caratteristiche di interfaccia di vari dispositivi MODBUS (indirizzo slave, velocità di trasmissione, parità, ecc.), modalità di memorizzazione dei dati (indirizzo del registro dati, tipo di dati, sequenza di byte, ecc.) e requisiti degli utenti finali per l'allocazione dinamica delle variabili HART (mappatura del registro dati alla variabile del dispositivo, mappatura della variabile del dispositivo alla variabile dinamica). Tutti gli elementi sopra menzionati possono essere riconfigurati dal produttore del dispositivo.

Microcyber può fornire il software di configurazione per PC per la configurazione sopra descritta. Fornisce inoltre i file DD del modulo HART, destinati alla stazione master HART (PC, comunicatore) che possiede la capacità di analizzare i file DD. Il modulo HART viene configurato tramite comunicazione HART dalla stazione master HART, per confermare le caratteristiche dell'interfaccia tra il modulo HART e il dispositivo MODBUS, la modalità di memorizzazione dei dati e la mappatura dalle variabili del dispositivo alle variabili dinamiche HART.

Dopo la configurazione sopra descritta, il dispositivo master HART può accedere alle variabili dinamiche del modulo HART tramite comandi HART e realizzare la trasmissione digitale dei dati dal registro dati MODBUS (come i valori di flusso istantanei del flussometro a memoria) al master HART.

Modulo da Modbus a HART - Uscita di corrente analogica

Nel modulo HART, il valore misurato della variabile primaria (PV) viene trasmesso tramite un'uscita di corrente analogica da 4-20 mA. Ad esempio, la portata istantanea del flussometro è denominata variabile primaria HART. Quando il valore della portata istantanea raggiunge la metà del campo di misura, il modulo HART emette un'uscita di 12.000 mA.

Il modulo HART in esecuzione confronta continuamente il valore della variabile primaria con i limiti superiore e inferiore del suo intervallo. Se il valore della variabile primaria raggiunge il limite superiore, il modulo HART emette una corrente analogica di 20.000 mA. Se il valore della variabile primaria scende a zero, il modulo HART emette una corrente analogica di 4.000 mA.

Se il valore della variabile primaria supera il suo limite superiore e inferiore, il modulo HART emette una corrente fissa, indicando che la variabile primaria è fuori intervallo, e il valore di questa corrente è chiamato corrente di uscita di saturazione. Se il valore della variabile primaria è maggiore del limite superiore, il modulo HART emette una corrente fissa di 20.800 mA; se è inferiore al limite inferiore, il modulo HART emette una corrente fissa di 3.800 mA.

Il modulo HART dispone di un altro gruppo di correnti fisse utilizzate per l'allarme di guasto, selezionabili tramite un interruttore DIP sul modulo stesso, per un allarme di corrente alta o bassa. Se si seleziona l'allarme di corrente alta, in caso di guasto il modulo HART eroga una corrente di 21.750 mA. Se si seleziona l'allarme di corrente bassa, in caso di guasto il modulo HART eroga una corrente di 3.750 mA.

Due gruppi di corrente di uscita fissa del modulo HART

Direzione transfinita della variabile primaria (non opzionale): Valore corrente di uscita saturato

Superamento del limite inferiore: 3.800 mA

Superamento del limite superiore: 20.800mA

Modalità allarme guasto (alternativa): valore corrente uscita allarme

Allarme bassa corrente: 3.750mA

Allarme corrente elevata: 21.750mA

Quando l'indirizzo di polling del modulo HART non è impostato su "0", indipendentemente dal valore della variabile primaria, il canale analogico del modulo HART emette una corrente fissa di 4.000 mA. Solo se l'indirizzo di polling è impostato su "0", il modulo HART emette una corrente analogica compresa tra 4 e 20 mA, corrispondente al valore della variabile primaria.

Configura l'interfaccia

Il modulo HART si trova tra il bus HART e il dispositivo MODBUS. Collega la scheda di controllo principale (di seguito denominata "scheda HART") del dispositivo di campo tramite il connettore sul retro. Si collega al bus HART esterno e al dispositivo di campo interno, come mostrato nell'immagine sottostante. 

Schema di cablaggio per la configurazione del modulo HART

Ad esempio, prendendo un PC come dispositivo master, si collega il dispositivo di campo (sistema a quattro fili) tramite bus HART. Il bus HART, composto da un alimentatore CC (POWER1: 9-36 V CC) e una resistenza in serie (250 Ω), è collegato al modulo HART; il dispositivo di campo è alimentato tramite altri due fili. Il PC si collega al modem HART tramite interfaccia USB (o RS-232), e l'altro lato del modem HART (di Microcyber) è costituito da morsetti a coccodrillo non polarizzati collegati su entrambi i lati con resistenza corrispondente. Si utilizza il software di configurazione di Microcyber per configurare il modulo HART. Dopo la configurazione, il modulo HART e il dispositivo di campo diventano un tutt'uno e possono essere collegati ad altre reti HART come dispositivi HART.

Quando la configurazione deve essere completata dal comunicatore dotato di capacità di analisi DD, è sufficiente sostituire il PC e il modem HART nella Figura 1.2 sopra con il comunicatore.

Interfaccia utente hardware

Il modulo HART utilizza un connettore IDC16 a 2x8 pin (JP3) con passo di 2,54 mm per il collegamento alla scheda utente. La definizione dei numeri dei pin è riportata nell'immagine, mentre la spiegazione delle funzioni dei pin è presente nella tabella. Se il bus HART passa attraverso la scheda utente, può essere collegato al modulo HART tramite due pin presenti nel connettore.

Elenco delle definizioni dei pin del connettore del modulo HART

Modulo Modbus a modulo HARTe parametri

Parametri di base

Oggetto di misurazione: dispositivo slave Modbus RTU

Alimentazione: (6～42)VDC

Protocollo bus: 2 fili, (4～20)mA+HART

Resistenza di carico: (0～1500) Ω (Normale)

(230～1100) Ω (Comunicazione HART)

Tensione di isolamento: interfaccia bus Modbus e HART, 500 V CA

Intervallo di temperatura: (-40～85) ℃

Intervallo di umidità: (5～95) %UR

Tempo di inizio: ≤5s

Tempo di aggiornamento: 0,2 secondi

Regolazione dell'umidità: costante di tempo 0～32s

Precisione della corrente di uscita: errore massimo ≤50 μA

Modulo da Modbus a HART Dimensione

La profondità del PCB del modulo HART è di 1,6 mm, di forma rettangolare. Sul lato anteriore (mostrato nelle Figure 1-4), il componente più alto si trova a 5 mm dalla superficie del circuito stampato; sul lato posteriore, il componente più alto si trova a 9 mm dalla superficie del circuito stampato. Tutti gli altri sono componenti a montaggio superficiale, con un'altezza inferiore a 4 mm. Lunghezza, larghezza, posizione dei fori fissi, ecc. del modulo HART sono mostrati nella figura sottostante.

Dimensioni frontali del modulo HART

Sul retro è presente una presa standard IDC16 (2x8) con passo di 2,54 mm, per il collegamento alla scheda utente; il modulo HART dispone inoltre di altri 3 fori fissi di 3,0 mm di diametro, utilizzati per fissare il modulo HART alla scheda utente.

Come scegliere il modulo Modbus-HART M0310?

FAQ

D: Puoi presentare lo strumento di configurazione?

A: Come accennato in precedenza, Microcyber può fornire software di configurazione per PC per la configurazione del modulo HART; per ulteriori informazioni, contattateci.

D: Posso ricevere un manuale elettronico gratuito?

A: Sì, se lo desideri, contattaci.

D: Potete fornire assistenza OEM?

A: Sì, possiamo, ad esempio, possiamo fornire schede di comunicazione e anche un kit di sviluppo per fieldbus.