Komunikace HART na 4–20 mA: princip a proč nefunguje

Tlakový převodník na lince dodané z Japonska ukazuje v systému DCS správnou hodnotu. Signál 4–20 mA je stabilní a hodnota odpovídá místnímu manometru. Jakmile ale připojíte komunikátor HART, abyste zkontrolovali rozsah, zobrazí hlášení „No device found“.

Fungující analogová smyčka ještě neprokazuje, že HART projde. Drátové HART přidává k proudu 4–20 mA malý digitální signál. Stejnosměrný proud dál nese měřenou hodnotu a digitální signál umožňuje hostiteli po týchž dvou vodičích přečíst označení (tag), rozsah a diagnostiku a změnit nastavení.

Tento text vysvětluje, jak signál po smyčce putuje, proč HART potřebuje zátěž 250 Ω (nebo podobnou) a jak sestavit bilanci napětí. Poté následuje postup hledání závady po krocích, kontrolní seznam a otázky pro japonského dodavatele.

Obsah

1. Co HART přidává ke smyčce 4–20 mA
2. Jak FSK putuje po smyčce: 1200 Hz, 2200 Hz a 1200 bit/s
3. Co HART přináší (a co ne)
4. Omezení drátového HART
5. Odpor 250 Ω a bilance napětí
6. Point-to-point a multidrop
7. HART nekomunikuje? Hledejte závadu v tomto pořadí
8. Kontrolní seznam: než připojíte komunikátor
9. Otázky pro japonského dodavatele
10. Meze tohoto textu
11. Časté dotazy
12. Zdroje

Co HART přidává ke smyčce 4–20 mA

HART je zkratka z Highway Addressable Remote Transducer. Technologie vznikla ve firmě Rosemount a stala se otevřeným standardem, který používají mnozí výrobci. Specifikace dnes spravuje FieldComm Group, který také registruje zařízení.

Pokud slovem „fieldbus“ myslíte v širokém smyslu jakoukoli komunikaci mezi polními přístroji a řídicím systémem, HART mezi ně patří. Na rozdíl od FOUNDATION Fieldbus, který přenáší všechny informace digitálně, HART ponechává analogový signál a digitální komunikaci přidává navíc. Tento rozdíl ovlivňuje jak zpracování signálů, tak stavbu systému.

Řídicí systém přečte měřenou hodnotu z obyčejného vstupu 4–20 mA i bez podpory HART. Pro využití HART potřebujete navíc zařízení, které s přístrojem umí komunikovat:

• vstupní kartu s podporou HART, modem HART nebo ruční komunikátor,
• hostitele pro údržbu, například software pro správu aktiv (asset management),
• popisné soubory zařízení, které odpovídají danému přístroji (viz část o hledání závad).

Některé závody řeší konfiguraci a stav přístrojů přímo v DCS, jiné používají samostatný systém údržby.

O tom, jaké vybavení potřebujete, rozhoduje to, k čemu chcete informace využít.

HART také patří do jiné kategorie než diskrétní vstupy a výstupy DI a DO. Kontaktní signál je jen zapnuto nebo vypnuto, kdežto HART je komunikační protokol, který mezi hostitelem a přístrojem přenáší pojmenované položky a hodnoty.

Obrázek 1 ukazuje typické drátové zapojení: dvouvodičový převodník, zdroj 24 V a zátěž 250 Ω. Komunikátor se připojuje paralelně, nikoli do série jako ampérmetr.

Obrázek 1: Komunikátor HART se připojuje paralelně na určeném místě

Příklad s dvouvodičovým převodníkem a přijímací zátěží 250 Ω. Komunikátor se nezapojuje do série se smyčkou jako ampérmetr.

Polarita odpovídá zakreslenému směru proudu. Ochranné prvky, stínění a uzemnění jsou vynechány. Skutečná místa připojení a potřebnou zátěž určuje návod k přístroji a schéma smyčky.

Komunikátor posílá přístroji požadavky a odpovědi čte z signálu na smyčce. Místo samostatného ručního přístroje lze použít i počítač s modemem HART nebo vstupní modul s podporou HART.

Základem je dotaz a odpověď. Hostitel („master“) pošle příkaz a polní přístroj odpoví měřenou hodnotou, nastavením nebo stavem. Na smyčce mohou být dva mastery: primární, obvykle řídicí systém, a sekundární, například ruční komunikátor nebo notebook v terénu.

Jak FSK putuje po smyčce: 1200 Hz, 2200 Hz a 1200 bit/s

Drátové HART používá frekvenční klíčování (FSK, frequency shift keying) podle standardu Bell 202. Tón 1200 Hz představuje binární 1 a tón 2200 Hz představuje 0. Signál je malý, přibližně ±0,5 mA kolem proudu smyčky.

Frekvence nezaměňujte s přenosovou rychlostí. Hz udává počet period vlny za sekundu, bit/s počet bitů za sekundu. Drátové HART pracuje rychlostí 1200 bit/s; žádný „rozsah 1200–2200 bit/s“ neexistuje, i když si čísla jsou podobná.

Obrázek 2 odděluje dvě věci: stejnosměrný průměr, který nese měřenou hodnotu, a frekvence tónů, které nesou data.

Obrázek 2: Střední proud a frekvence datového signálu

Nahoře: malý střídavý signál na příkladu stejnosměrné úrovně 12 mA (bez měřítka). Dole: kolik period vykoná každý tón ve stejném okně 2,5 ms; nejde o délku bitu.

1200 Hz × 0,0025 s = 3 periody; 2200 Hz × 0,0025 s = 5,5 periody. Ani jedno číslo není přenosová rychlost 1200 bit/s.

Tóny se v průměru vyruší, takže stejnosměrnou hodnotu neposouvají a analogový signál dál funguje. Na straně příjmu zachytávají samostatné obvody stejnosměrnou úroveň pro měření a střídavé tóny pro komunikaci.

Čtení přes HART a přepočet proudu na hodnotu kontrolujte odděleně. Pokud se rozsah analogového vstupu v DCS liší od rozsahu převodníku, bude zobrazená hodnota chybná, i když je proud správný.

Co HART přináší (a co ne)

Hlavním přínosem je přístup k údajům o přístroji, které samotný proud přenést nedokáže, a to bez nové kabeláže. Z nástroje pro údržbu můžete na jednom místě zkontrolovat rozsah, jednotky, označení a stav přístroje.

Co lze přečíst, závisí na konkrétním přístroji. Teplotní čidlo s dvojitým prvkem má například dva snímací prvky, ale nemusí mít dva proudové výstupy.

Proměnné a diagnostika dostupné přes HART závisejí na vstupní konfiguraci převodníku a na funkcích, které podporuje.

Obrázek 3 porovnává, co poskytuje obyčejný vstup 4–20 mA a co může přidat HART.

Obrázek 3: Proud nese hodnotu, HART nese informace o přístroji

Aby bylo možné využít údaje, které přístroj s HART poskytuje, musí je umět zpracovat i hostitel.

Položka	Obyčejný vstup 4–20 mA	Příklady toho, co přidává HART
Měřená hodnota	Proud přepočtený na nastavený rozsah	Digitální hodnota, jednotky a stav
Identita přístroje	Porovnání s výkresy, čísly svorek a štítky v terénu	Označení (tag), typ přístroje, výrobní číslo a podobně
Rozsah	Nastavení příjemce a v terénu se kontrolují jednotlivě	Dolní a horní mez rozsahu přečtené z přístroje
Podklady pro údržbu	Nenormální proud a prohlídka v terénu	Stav přístroje, doplňkové proměnné a diagnostika
Co potřebuje příjemce	Analogový vstup	Kompatibilního hostitele, komunikační cestu a popisné soubory zařízení

Ne každý přístroj poskytuje všechno, ani ve stejné podobě. Záleží na modelu, revizi a na tom, co hostitel podporuje.

Při uvádění do provozu přiřaďte každé označení v terénu k projektovanému měřicímu místu a ověřte jednotky a rozsah. Nastavení přečtené nástrojem HART a exportované do seznamu ušetří ruční sběr údajů.

Příklad: proud je správný, ale displej ukazuje jinou hodnotu

Vezměme převodník nastavený na 0–1 MPa (0–10 bar) s výstupem 4–20 mA. Při 0,5 MPa (5 bar) dává 12 mA. Pokud je ale příjemce nastaven na 0–2 MPa (0–20 bar), zobrazí 1 MPa.

Proud přitom přesně odpovídá rozsahu převodníku. Přečtěte přes HART rozsah a digitální hodnotu přístroje a porovnejte je s přepočtem na straně příjemce. Právě toto porovnání ukáže příčinu rozdílu.

Když porovnáváte místní manometr s převodníkem a obrazovkou, sjednoťte jednotky i vztažnou hodnotu tlaku (přetlak nebo absolutní tlak), nejen čísla. K ověření rozsahu může pomoci i stupnice manovakuometru.

Za provozu pomáhají změny stavu přístroje rozhodnout, které přístroje prohlédnout nejdříve. Diagnostika je nejužitečnější, když ji posuzujete spolu s procesními podmínkami a ostatními měřeními.

HART je otevřený standard určený pro spolupráci přístrojů různých výrobců. Díky tomu je také snazší sjednotit způsob kontroly přístrojů, hostitelů a popisných souborů, když zařízení dodáváte do závodů mimo Japonsko.

Pamatujte, že změna rozsahu převodníku přes HART (re-ranging) není kalibrace. Změna rozsahu neověřuje přesnost čidla; k tomu stále potřebujete etalon a kontrolu celého měřicího řetězce.

Omezení drátového HART

Při 1200 bit/s se drátové FSK nehodí k přenosu obrázků ani velkého množství dat průběhů. Také postupné čtení mnoha položek z několika přístrojů se sčítá do znatelné čekací doby.

Rychlost není jediný činitel. Každý dotaz a odpověď nese víc než měřenou hodnotu a na celkovou periodu aktualizace má vliv druh příkazu, skenování hostitele i doba odezvy přístroje. Proto projektanti obvykle ponechávají pro řízení cestu 4–20 mA a data HART berou jako samostatnou, pomalejší aktualizaci pro údržbu.

Pokud plánujete digitální hodnoty HART použít v řízení, porovnejte požadovanou periodu aktualizace s tím, co systém skutečně poskytuje, a zvolte způsob, jakým je hostitel převezme.

Důležitá je i signálová cesta. HART může selhat na smyčce, kde analogová hodnota dorazí bez problému, podle toho, jak se ke střídavému signálu chovají zařízení na cestě:

• převodníky a oddělovače signálu,
• bariéry jiskrové bezpečnosti,
• filtry.

U oddělovače nekontrolujte jen přesnost 4–20 mA, ale i to, zda přenáší HART oběma směry. Zařízení, které správně zopakuje stejnosměrnou hodnotu, nemusí propustit střídavý signál.

Nakonec musí hostitel pro každý přístroj podporovat potřebné funkce. Přečtení základní měřené hodnoty vyžaduje méně než podrobná diagnostika a konfigurace, proto přizpůsobte software a popisné soubory zařízení položkám, které chcete využívat.

Odpor 250 Ω a bilance napětí

HART potřebuje ve smyčce určitý odpor, aby proudový signál z přístroje vytvořil napětí, které hostitel zachytí. Specifikace HART požaduje celkovou zátěž smyčky včetně odporu kabelu nejméně 230 Ω a nejvýše 1100 Ω. Mnohé návody k přístrojům uvádějí 250 Ω, což je těsně nad tímto minimem.

Zátěž potřebnou pro komunikaci uvádí návod k přístroji. Odpor může být už zabudován ve vstupu příjemce nebo v napájecím zdroji, takže samostatný odpor není vždy nutný.

Pokud odpor přidáte, aniž byste zkontrolovali existující, přidáte zbytečný úbytek napětí. Nejprve zjistěte, kde se stávající zátěž nachází, a pak ji porovnejte s komunikačními požadavky přístroje a možnostmi zdroje.

Obrázek 4 ukazuje bilanci napětí na předpokládaných hodnotách.

Obrázek 4: Napětí na 250 Ω a napětí zbývající pro převodník

Hodnoty jsou předpoklady pro ilustraci: zdroj 24 V, přijímací odpor 250 Ω, odpor vedení tam a zpět 50 Ω a úbytek 2 V na mezilehlém zařízení.

Napětí na odporu

V_R = I × R

0,004 × 250 = 1 V

0,020 × 250 = 5 V

Úbytek na vedení při 20 mA

V_ved = I × R_ved

0,020 × 50 = 1 V

Napětí zbývající na převodníku

V_P = V_Z − V_R − V_ved − V_zař

24 − 5 − 1 − 2 = 16 V

Pokud převodník ke správné funkci potřebuje alespoň 12 V

16 − 12 = rezerva 4 V

I: proud smyčky [A]; R: přijímací odpor [Ω]; R_ved: odpor vedení tam a zpět [Ω]; V_Z: napájecí napětí; V_zař: úbytek na mezilehlém zařízení; V_P: napětí na svorkách převodníku [V]. Úbytek 2 V a minimum 12 V jsou předpoklady, nikoli specifikace platné pro všechna zařízení.

U skutečného zařízení použijte minimální napětí zdroje, maximální provozní a poruchový proud a specifikace všech zařízení ve smyčce. Požadavek na zátěž i požadavek na napětí musí být splněny současně.

Proud 4–20 mA protékající odporem 250 Ω dává 1–5 V, takže stejný odpor slouží i pro analogový napěťový vstup. V japonských výkresech může být tento odpor označen jako jushin teiko (přijímací odpor, v tabulce níže).

V příkladu zbývá na převodníku při 20 mA 16 V, tedy 4 V nad předpokládaným minimem 12 V. Se stejným vybavením se tato rezerva zmenšuje, pokud klesne napětí zdroje nebo se kabel prodlouží.

Pokud přístroj používá poruchový proud, spočítejte úbytek při tomto proudu. Při stejných předpokladech a 22 mA je úbytek na odporu 5,5 V a na vedení 1,1 V, takže na převodníku zbývá 15,4 V.

Hodnota 22 mA platí jen pro tento příklad; poruchové proudy se u jednotlivých přístrojů liší. Výpočet při maximálním proudu přístroje odhalí nedostatek napětí, který se v běžném měřicím rozsahu neprojeví.

Samotná hodnota odporu kvalitu komunikace nerozhoduje. Ovlivňuje napětí na analogovém vstupu i impedanci komunikační cesty, proto musí kabel a připojená zařízení vyhovovat smyčce jako celku.

Jak japonské specifikace uvádějí zátěž a napájení

Japonské datové listy často uvádějí dovolenou zátěž vzorcem, a ne jedním číslem. Označuje se kyoyo fuka teiko (dovolený zátěžový odpor).

Například jeden oddělovač s podporou HART od firmy MG Co., Ltd. uvádí dovolenou zátěž jako (napájecí napětí − 12 V) ÷ 0,02 A včetně odporu vodičů. Stejný datový list požaduje pro komunikaci HART odpor smyčky 250 Ω ±10 %.

Také japonské vstupní karty DCS mohou mít zátěž zabudovanou. Datový list jednoho vstupního modulu Yokogawa uvádí vstupní odpor dvouvodičového vstupu od 400 Ω (při 20 mA) do 750 Ω (při 4 mA) a podporu HART. Než odpor přidáte, přečtěte si specifikaci karty.

Point-to-point a multidrop

V typické smyčce point-to-point je na jedné proudové smyčce jeden převodník a hlavní měřenou hodnotu posílá jako 4–20 mA. HART umožňuje číst digitální hodnoty a nastavení tohoto přístroje po týchž vodičích.

V zapojení multidrop sdílí jeden pár vodičů několik přístrojů a hostitel je rozlišuje podle adresy. Pokud mají přístroje nastaven pevný proud, čte hostitel každou měřenou hodnotu digitálně. Celkový proud o jednotlivých hodnotách nic neříká.

Obrázek 5 porovnává obě konfigurace.

Obrázek 5: Součet proudů neposkytuje jednotlivé hodnoty

V dolním příkladu mají přístroje A, B a C každý pevně nastaveno 4 mA, takže smyčkou teče celkem 12 mA. Počet přístrojů a rozsah adres závisejí na revizi HART a na specifikaci přístrojů.

Napájení, komunikační rozhraní a zátěž jsou nakresleny společně na straně hostitele. Nahoře: jedna smyčka. Dole: přístroje připojené paralelně na stejném páru vodičů.

U starších přístrojů (HART revize 3 až 5) se dotazovací adresy pohybují od 1 do 15, proto mnohé zdroje uvádějí limit 15 přístrojů. HART 6 a 7 povolují adresy až do 63, ale skutečné maximum závisí na každém přístroji. Adresy nad 15 na smyčce se starými i novými přístroji mohou způsobit chyby komunikace.

Stávající analogový vstup a síť multidrop vyžadují odlišné zapojení a nastavení. Kromě adresy zkontrolujte i režim proudového výstupu a rozhodněte, kterou cestou se bude každá hodnota číst.

U multidrop s pevným proudem je nutné zkontrolovat také napájení. Proudy všech přístrojů protékají společnou zátěží, proto posuďte napájecí napětí a proudovou kapacitu zdroje pro celou sadu připojených přístrojů.

Existují také verze HART, které používají jiná média, například WirelessHART a HART-IP. Frekvence Bell 202 a rychlost 1200 bit/s platí jen pro drátové HART, nikoli pro bezdrátovou nebo ethernetovou fyzickou vrstvu.

HART nekomunikuje? Hledejte závadu v tomto pořadí

Postupujte od napájení a kabeláže k softwaru. Každý krok vyloučí jednu vrstvu, než přejdete k další. Před otevřením rozvodné skříně nebo zásahem do svorek dodržujte pravidla svého závodu pro povolení k práci, odpojení a práci v prostředí s nebezpečím výbuchu (BOZP); tento text je nenahrazuje.

1. Napájení a analogový proud. Ověřte, že přístroj má dostatek napětí a že výstup 4–20 mA odpovídá očekávání. Na schématu smyčky projděte zdroj, přijímací zátěž, mezilehlá zařízení a kabeláž a pak sestavte bilanci napětí jako na obrázku 4.
2. Místo připojení a zátěž. Zkontrolujte, kde je komunikátor připojen a jakou zátěž smyčka představuje, a porovnejte to s návodem k přístroji. Připojujte paralelně na určeném místě; zapojení nástroje do série jako ampérmetr mění obvod smyčky.
3. Protokol. Ověřte, že přístroj skutečně používá HART. U některých japonských zařízení může používat jiný protokol (viz další část).
4. Zařízení na cestě. Zkontrolujte, zda jsou oddělovače, bariéry a převodníky označeny jako kompatibilní s HART a kterým směrem signál propouštějí. Pokud přístroj přečtete na jedné straně oddělovače, ale na druhé ne, zaměřte se na jeho přenosovou funkci a na to, ke které straně jste připojeni.
5. Kabeláž a rušení. Hledejte uvolněné spoje a chybné zapojení a zkontrolujte okolní elektrické rušení. Stínění a uzemnění řešte podle zapojovacích specifikací závodu a přístroje.
6. Podpora na straně hostitele. Pokud komunikace funguje, ale některé položky nastavení se nezobrazují, zkontrolujte popisné soubory zařízení. Balíčky DD, DTM a FDI jsou svázány s typem a revizí přístroje, proto do hostitele nahrajte odpovídající soubory.
7. Porovnání hodnot. Porovnejte primární proměnnou přečtenou přes HART se signálem, který se skutečně používá v řízení. Oddělení hodnot pro řízení od hodnot pro monitorování a údržbu usnadňuje rozlišit komunikační problém od problému zobrazení nebo řízení.

V běžícím provozu může změna konfigurace ovlivnit provoz. Čtení a zápis řiďte odděleně, před jakoukoli změnou zaznamenejte hodnoty a dodržujte postup závodu pro řízení změn.

Japonská zařízení: než obviníte smyčku, zkontrolujte BRAIN

Yokogawa, významný japonský výrobce přístrojů, používá také vlastní digitální protokol BRAIN. Některé její převodníky se prodávají ve verzi BRAIN i HART se stejným snímacím prvkem a protokol určuje kód modelu. Nepředpokládejte, že jsou oba protokoly zaměnitelné.

Zařízení s BRAIN obecně standardním komunikátorem HART nepřečtete; Yokogawa uvádí jako komunikátor pro přístroje BRAIN ruční přístroj BT200, další možností je software FieldMate. U výrobce si ověřte, jaký nástroj váš model vyžaduje. Dříve než začnete měnit odpory nebo přepojovat vodiče, přečtěte si na štítku úplný kód modelu a porovnejte ho s tabulkou kódů modelu od výrobce.

Japonské návody mohou také popisovat verzi HART a verzi BRAIN v samostatných dokumentech. Ujistěte se, že návod, který čtete, odpovídá protokolu uvedenému na štítku.

Japonské výrazy, na které můžete narazit

Tyto výrazy se objevují v japonských schématech smyček, datových listech a návodech k smyčkám HART.

Japonsky	Rómadži	Význam
HART通信対応	HART tsushin taio	Kompatibilní s HART (stejné znění hledejte u oddělovačů a bariér)
受信抵抗	jushin teiko	Přijímací odpor, obvykle 250 Ω (dává 1–5 V)
負荷抵抗	fuka teiko	Zátěžový odpor
許容負荷抵抗	kyoyo fuka teiko	Dovolený zátěžový odpor, často uvedený vzorcem
(v katakaně)	rupu-zu	Schéma smyčky
取扱説明書	toriatsukai setsumeisho	Návod k obsluze
双方向	sohoko	Obousměrný (zda oddělovač přenáší HART oběma směry)

Kontrolní seznam: než připojíte komunikátor

Projděte tyto body, než strávíte čas v terénu.

• Protokol přístroje potvrzen jako HART (ne BRAIN ani jiný) podle úplného kódu modelu.
• Revize HART přístroje a to, zda ji hostitel a komunikátor podporují.
• Umístění a hodnota stávajícího zátěžového odporu, včetně případného odporu zabudovaného ve vstupní kartě nebo zdroji.
• Celková zátěž smyčky v rozsahu požadavku přístroje na komunikaci (rozsah ve specifikaci HART je 230–1100 Ω).
• Napětí na převodníku při jeho maximálním proudu, včetně poruchového proudu, nad jeho minimálním provozním napětím.
• Každý oddělovač, bariéra a převodník ve smyčce označen jako kompatibilní s HART a propouštějící HART požadovaným směrem.
• Místo připojení komunikátoru podle návodu a připojení paralelně.
• Na smyčce vždy jen jeden sekundární master (ruční komunikátor nebo notebook).
• Dotazovací adresa a režim proudového výstupu (běžných 4–20 mA, nebo pevný proud).
• Na hostiteli odpovídající balíček DD, DTM nebo FDI pro typ a revizi přístroje.
• Přepočet na straně příjemce odpovídá rozsahu a jednotkám převodníku.
• Stávající hodnoty zaznamenány a před zápisem jakéhokoli nastavení na živé smyčce dodržen postup závodu pro změny.

Otázky pro japonského dodavatele

Pokud dokumenty chybějí nebo jsou nejasné, zeptejte se dodavatele přímo. Tyto otázky pokrývají výše uvedené body (v angličtině, aby je bylo možné rovnou odeslat).

1. Which protocol does each transmitter use (HART, BRAIN, or other)? Please give the full model code.
2. Which HART revision does each device support?
3. Where is the HART load resistor in each loop, and what is its value? Is it built into the input card or power supply?
4. What is the minimum operating voltage of each transmitter, and what alarm current is it set to?
5. Are the isolators and barriers in the panel HART-compatible, and do they relay HART in both directions?
6. Where should a handheld communicator be connected? Please mark the points on the loop diagram.
7. Which DD, DTM, or FDI files are needed, and where can we download them?
8. Are any devices wired in multidrop or set to fixed current?
9. Can you provide the English versions of the manuals and loop diagrams for these devices?

Krátký dotaz v tomto duchu obvykle přinese jasnější odpověď než obecné „HART nefunguje“. Vzor v angličtině:

Subject: HART communication check – [project name], tag [PT-101]

We cannot communicate with transmitter [PT-101] using a HART communicator, although the 4–20 mA signal reads correctly in the DCS. Could you please confirm the following for this loop: (1) the full model code and communication protocol of the transmitter, (2) the location and value of the HART load resistor, (3) whether the isolator [model] relays HART in both directions, and (4) the recommended connection point for a handheld communicator? A marked-up loop diagram would be very helpful.

Meze tohoto textu

• Text se týká drátového HART na smyčkách 4–20 mA. WirelessHART a HART-IP používají jiné fyzické vrstvy.
• Bilance napětí na obrázku 4 používá předpokládané hodnoty. Použijte skutečné specifikace zdroje, kabelu a všech zařízení ve smyčce.
• Požadavky na zátěž, poruchové proudy, rozsahy adres a podporované funkce se liší podle přístroje, revize a hostitele. Návod k přístroji má přednost před obecnými údaji zde.
• Jiskrově bezpečné smyčky mají vlastní pravidla pro bariéry a připojená zařízení (viz řada ČSN EN IEC 60079). Zda lze komunikátor v prostoru s nebezpečím výbuchu připojit, rozhoduje schválení a postupy závodu, nikoli tento text.
• Změny nastavení v běžícím provozu se řídí postupy daného závodu.

Časté dotazy

Potřebuje HART zvláštní kabel?

Ne. HART je navržen pro stávající dvouvodičové přístrojové smyčky. Kabeláž, zátěž a mezilehlá zařízení však musí splňovat požadavky na komunikaci, proto kontrolujte celou proudovou smyčku, nejen typ kabelu.

Když je signál 4–20 mA v pořádku, bude fungovat i HART?

Nemusí. Stejnosměrná hodnota může dorazit správně, zatímco oddělovač nebo jiné zařízení střídavý komunikační signál zablokuje. Ověřte, že přístroj i hostitel podporují HART, že zátěž a napětí jsou v mezích a že každé zařízení mezi nimi přenáší HART oběma směry.

Musím vždy přidat samostatný odpor 250 Ω?

Ne. Některé přijímací vstupy a napájecí zdroje už potřebnou zátěž obsahují. Najděte stávající zátěž na schématu smyčky a pak rozhodněte, zda je třeba další, aby byl splněn komunikační požadavek přístroje a nezmizela napěťová rezerva.

Proč se hodnota přečtená přes HART liší od zobrazení v DCS?

Digitální hodnota z HART a přepočtené zobrazení z 4–20 mA jdou různými cestami. Porovnejte proměnnou, jednotky, rozsah a přepočet na straně příjemce a po jednotlivých krocích zjistěte, kde se hodnota mění.

Je 1200 Hz totéž co 1200 bit/s?

Ne. Hz je frekvence vlny, bit/s je rychlost přenosu informací. Drátové HART používá 1200 Hz a 2200 Hz pro 1 a 0 a jeho přenosová rychlost je 1200 bit/s.

Zdroje

• Základy HART a IIoT: Endress+Hauser, „The essentials of HART communication and the IIoT“
• Frekvence FSK, přenosová rychlost, signál ±0,5 mA, zátěž smyčky 230–1100 Ω, dva mastery, adresy multidrop 1–15: SAMSON, „HART Communications“ (Technical Information L452 EN)
• Revize HART a rozsahy dotazovacích adres: Wikipedia, „Highway Addressable Remote Transducer Protocol“; Endress+Hauser, návod BA00486C
• Přehled HART: Yokogawa, „Co je komunikace HART?“ (japonsky)
• Vstupní odpor vstupního modulu s HART: Yokogawa, GS 33K50F80-50E, I/O Modules with Built-in Barrier (for FIO)
• Principy HART: Emerson, návod FIELDVUE DVC6200
• Připojení konfiguračního nástroje HART: Yokogawa, návod digitalYEWFLO (japonsky)
• Oddělovač s podporou HART (obousměrný přenos, 250 Ω ±10 %, vzorec dovolené zátěže): MG Co., Ltd., specifikace M2DYHR (japonsky)
• Komunikátory BRAIN a HART: Yokogawa, Device Smart Communicators; Yokogawa, příručka protokolu HART řady DPharp EJA (IM 01C22T01-01EN)
• Popisné soubory zařízení: FieldComm Group, „HART EDD/FDI Registration“; Yokogawa, FAQ k FieldMate a DD/DTM (japonsky)
• Původ HART a otevřený standard: Emerson, historie inovací tlakových přístrojů Rosemount
• Více vstupů čidel a primární proměnná: Emerson, příručka Rosemount 3144P