Платформа для обмена технологиями промышленного контроля

Проводная технология HART

Проводная технология HART, также известная как технология 4~20м А+HART, обычно относится к технологии, в которой двухлинейный контур измерения и управления 4~20м А использует цифровую связь несущей FSK.

Хотя в проводном HART используется только одна пара кабелей, он содержит два канала передачи сигналов: основная информация об измерениях и управлении процессом передается по аналоговому каналу 4–20 м А в протоколе HART, а также другие измерения, параметры процесса и устройство; конфигурации, калибровка, диагностическая информация и т.д. передаются по цифровому каналу в протоколе HART.

Поскольку устройства HART, используемые большинством пользователей, передают только аналоговые сигналы 4–20 м А в главную систему управления для базового управления процессом, протокол HART с цифровыми каналами приносит им пользу только при использовании портативных коммуникаторов для инженерной установки полевых устройств HART, ввода в эксплуатацию, устранения неполадок. и калибровка. Поскольку доступ к портативному коммуникатору можно получить в любой точке контура 4–20 м А, например, в диспетчерской с хорошей обстановкой и где можно обеспечить личную безопасность, а не обязательно идти на объект, это очень популярно среди пользователей. персонал по обслуживанию объекта. Поиск и устранение неисправностей и калибровка полевых устройств HART с помощью портативного коммуникатора показаны на рисунке 5.

Рисунок 5. Использование портативного коммуникатора для поиска и устранения неисправностей и калибровки полевых устройств HART.

Когда пользователей интересует цифровая информация о полевых устройствах HART (например, состояние устройства и диагностические сигналы тревоги, переменные процесса и единицы измерения, ток контура и процентный диапазон, этикетки производителя и устройства и т. д.), им необходимо предоставить эту цифровую информацию через некоторые каналы передают эту цифровую информацию в системы управления более высокого уровня или системы управления активами. Способ передачи цифровой информации устройства HART в верхнюю систему управления показан на рисунке 6.

Рисунок 6. Как цифровая информация устройства HART передается в верхнюю систему управления

Обычно применяется метод через карту ввода-вывода с функцией связи HART в программируемом логическом контроллере ПЛК или распределенной системе управления DCS (см. левую часть рисунка 6). Зарубежные продукты включают модуль ввода KJ300-X1-BA1 и модуль вывода KJ300-X1-BE1, используемые компанией DeltaV компании Emerson в США, модуль ввода AAI14-H и модуль ввода и вывода AAI841-H, используемые РСУ японской компании Yokogawa, и отечественная продукция включает 8-канальную карту ввода токового сигнала Zhejiang Zhong FW351H HART, 8-канальную карту вывода токового сигнала FW372H HART и т. д., используемые управляющей компанией ECS100. Другой метод — использовать мультиплексор для сбора цифрового сигнала устройства HART и преобразования его в требуемый выходной сигнал. Если вы выберете мультиплексор Pepperl+Fuchs HiDMux2700H, вы сможете преобразовывать сигналы HART 32 устройств в сигналы RS-485. Существует также множество отечественных и зарубежных компаний, которые могут предоставить HART/Modbus, HART/PROFIBUS-DP, HART/Ethernet и другие типы мультиплексорного оборудования (например, 8, 16, 32 канала и т. д.) (см. рисунок внизу справа). 6) .

Существует также особый случай. Некоторые многопараметрические датчики HART (например, датчики расхода) могут передавать одну часть информации (например, мгновенный расход) из части аналогового сигнала, а часть цифрового сигнала HART передает до 4 переменных (например,). как плюс информация о дифференциальном давлении, температуре, давлении), но когда этот датчик передает только аналоговую информацию, остальная информация не может быть отправлена ​​в систему управления. Если оставшиеся три информации важны, вы можете использовать многопараметрический выходной преобразователь, который может преобразовать оставшиеся три переменные части цифрового сигнала HART в независимые трехканальные выходные сигналы 4–20 м А. Некоторые преобразователи с многопараметрическим выходом также имеют выходной сигнал связи, то есть преобразование HART/универсального сигнала (см. Рисунок 7). К типам универсальных сигналов относятся RS232C, RS485, Modbus и TCP/IP Ethernet.

Рис. 7. Принципиальная схема работы многопараметрического выходного преобразователя.

К 2020-м годам,HART стал наиболее широко используемым полевым прибором за последние 40 лет.,Большинство из более чем 40 миллионов полевых приборов, установленных по всему миру, используют Проводная технология ХАРТ. К сожалению, 90% данных, хранящихся полевыми приборами HART, не передаются в систему управления. Поэтому наиболее распространенная цифровая технология в информации, передаваемой устройствами HART, применяется только во время отладки и калибровки полевых устройств, что приводит к сбою. функций HART для полного использования. В настоящее время эта ситуация меняется, особенно в последние годы, многие крупные нефтехимические проекты в моей стране начали постепенно использовать системы управления активами (Asset Management Systems). Management система, АМС). Это означает полное использование возможностей цифровой связи HART существующих полевых устройств для предоставления интеллектуальной цифровой информации, такой как диагностика и сигналы тревоги, которые интересуют пользователей.