HART

Проектные решения:

Продукция:

Технические инновации:

Интеграция в РСУ и SCADA

Модуль контроллера HIMax для интеграции по протоколу HART

 

С апреля 2013 года в линии изделий HIMax компания HIMA начала поставлять анонсированный ранее модуль X-HART 32 01. Модуль предназначен для поддержки протокола HART, широко используемого для обмена данными с промышленными интеллектуальными измерительными преобразователями и исполнительными механизмами.

 

Рисунок 1. Общий вид модуля X-HART 32 01.

Техническое решение на базе модуля X-HART 32 01 является альтернативой ранее существовавшим решениям, в которых сигнал HART выделялся посредством мультиплексоров (как поставляемых компанией HIMA, так и от сторонних поставщиков). Различие в том, что теперь сигнал HART поддерживается внутренними средствами системы HIMax, а не внешними и требующими отдельного конфигурирования в отдельной программной среде, как это было раньше.

Как известно, цифровой сигнал HART накладывается поверх унифицированного аналогового сигнала 4…20 мА. Сам сигнал HART синусоидальный, частотно-модулируемый. Нулевому значению бита соответствует частота 2200 Гц, а единичному – 1200 Гц. Скорость передачи данных составляет 1200 бод. Протокол HART используется как для сбора текущих значений измеряемых технологических параметров, так и для целей дистанционного конфигурирования и диагностики «полевого» оборудования.

 

Рисунок 2. Основные физические характеристики цифрового сигнала HART.

Поскольку среднее во времени значение сигнала равно нулю, а рабочие частоты достаточно высокие, то обычная аналоговая техника, работающая на значительно более низких частотах, не подвержена влиянию со стороны сигнала HART. Это позволяет включать в общую токовую цепь как устройства с поддержкой HART, так и обычные аналоговые.

Многие современные барьеры искробезопасности (конечно, предназначенные для сигналов 4…20 мА) являются HART-прозрачными. С такими барьерами иногда применяются HART-мультиплексоры, т.е. устройства, собирающие сигналы HART от группы барьеров, обеспечивающие двунаправленную буферизацию данных и имеющие внешний цифровой интерфейс, чаще всего Modbus RTU. Однако, такое решение дает высокую стоимость канала, неоправданную для обычных (неискробезопасных) «полевых» цепей (т.е. как на невзрывоопасных объектах, так и в случае использования взрывонепроницаемых оболочек Ex d). Кроме того, в крупных системах могут быть проблемы из-за низкой скорости обмена по протоколу Modbus RTU.

Модуль X-HART 32 01 позволяет оптимизировать стоимость канала и устранить проблемы быстродействия. Первая из этих целей достигается достаточно высокой канальной плотностью (32 канала на модуль), а вторая – прямым взаимодействием с высокопроизводительной системной шиной контроллера HIMax. Следует также отметить, что системная шина HIMax всегда дублирована, в отличие от интерфейса мультиплексоров.

Модуль сертифицирован для уровня полноты безопасности SIL3.

Уникальными характеристиками модуля X-HART 32 01 являются возможность защиты канала от записи, а также полной деактивации HART-коммуникаций в канале.

 

Рисунок 3. Упрощенная принципиальная схема модуля X-HART 32 01.

Модули X-HART 32 01 могут устанавливаться в любые слоты монтажных шасси HIMax, за исключением зарезервированных для модулей системной шины. Предусмотрены специальные монтажные панели для использования HART-модулей с модулями аналогового ввода (AI) и аналогового вывода (AO). Такие панели имеют двойную ширину (для одиночного аналогового модуля и модуля HART) или тройную (для дублированных аналоговых модулей и модуля HART). Существуют панели как с клеммным монтажом «полевых» цепей, так и с системным разъемом. При этом номенклатура системных кабелей ввода-вывода осталась прежней, точно такой же, как и для обычных аналоговых решений.

При конфигурировании системы HIMax каждый модуль HART связывается с коммуникационным модулем X-COM 01, порты которого будут использоваться для передачи данных HART по протоколу IP на внешнее устройство. Таким устройством является либо станция управления средствами КИП (asset management system), либо сервер данных (HART OPC server). Программный продукт HART OPC server поставляется компанией HIMA, продукты же класса asset management system поставляются компаниями-поставщиками РСУ.

 

Рисунок 4. Обобщенная схема интеграции контроллера HIMax с системами управления интеллектуальными КИП.

 
 

2009 В© Copyright.