Communication HART sur 4-20 mA : principe et dépannage

Un transmetteur de pression monté sur un skid de fabrication japonaise s'affiche correctement sur le SNCC. Le signal 4–20 mA est stable et la valeur correspond au manomètre local. Pourtant, quand vous raccordez un communicateur HART pour vérifier l'étendue de mesure, il répond « No device found ».

Le piège : une boucle analogique qui fonctionne ne prouve pas que HART passe. Le HART filaire superpose un petit signal numérique au courant 4–20 mA. Le courant continu porte toujours la valeur mesurée, tandis que le signal numérique permet à un hôte de lire le repère (tag), l'étendue de mesure et les diagnostics de l'appareil, et d'en modifier les paramètres, sur les deux mêmes fils.

Ce guide explique comment ce signal circule sur la boucle, pourquoi HART exige une charge de 250 Ω (ou proche) et comment établir un bilan de tension. Il détaille ensuite le dépannage dans l'ordre, puis se termine par une liste de contrôle et des questions à poser à un fournisseur japonais.

Sommaire

1. Ce que HART ajoute à une boucle 4–20 mA
2. Comment le FSK circule sur la boucle : 1200 Hz, 2200 Hz et 1200 bit/s
3. Ce que HART apporte, et ce qu'il n'apporte pas
4. Limites du HART filaire
5. La résistance de 250 Ω et votre bilan de tension
6. Point à point ou multipoint
7. HART ne communique pas ? Dépannez dans cet ordre
8. Liste de contrôle avant de raccorder le communicateur
9. Questions à poser au fournisseur japonais
10. Limites de ce guide
11. FAQ
12. Sources

Ce que HART ajoute à une boucle 4–20 mA

HART signifie Highway Addressable Remote Transducer. La technologie est née chez Rosemount et est devenue une norme ouverte utilisée par de nombreux fabricants. Aujourd'hui, la FieldComm Group maintient les spécifications et enregistre les appareils.

Au niveau international, le HART filaire correspond à la famille de profils CPF 9 de l'IEC 61784-1, associée au type 20 de l'IEC 61158. Si vous prenez « bus de terrain » au sens large, c'est-à-dire toute communication de terrain entre instruments et système de commande, HART en fait partie. Contrairement au FOUNDATION Fieldbus, qui transmet toute l'information en numérique, HART conserve le signal analogique et y ajoute une communication numérique : cela change à la fois le traitement des signaux et l'architecture du système.

Un automate ou un SNCC lit la valeur mesurée sur une simple entrée 4–20 mA, sans aucune prise en charge de HART. Pour utiliser HART, il faut en plus des équipements capables de dialoguer avec l'appareil :

• Une carte d'E/S compatible HART, un modem HART ou un communicateur portable
• Un hôte pour la maintenance, par exemple un logiciel de gestion des actifs
• Des fichiers de description d'appareil adaptés à l'appareil (voir la section de dépannage)

Certains sites gèrent la configuration et l'état des appareils dans le SNCC lui-même. D'autres utilisent un système de maintenance distinct.

L'usage prévu des informations détermine les équipements nécessaires.

HART appartient aussi à une catégorie différente des E/S TOR (entrées et sorties tout ou rien). Un signal de contact est simplement ouvert ou fermé, alors que HART est un protocole de communication qui échange des éléments nommés et des valeurs entre l'hôte et l'appareil.

La figure 1 montre un montage filaire typique : un transmetteur 2 fils, une alimentation 24 V et une charge de 250 Ω. Le communicateur se raccorde en parallèle, et non en série comme un ampèremètre.

Figure 1 : le communicateur HART se raccorde en parallèle au point indiqué

Exemple avec un transmetteur 2 fils et une charge de réception de 250 Ω ; EA désigne l'entrée analogique. Le communicateur ne s'insère pas en série dans la boucle comme un ampèremètre.

La polarité suit le sens du courant représenté. Les dispositifs de protection, le blindage et la mise à la terre sont omis. Les points de raccordement et la charge nécessaires sont fixés par la notice de l'appareil et le schéma de boucle.

Le communicateur envoie des requêtes à l'appareil et lit les réponses dans le signal présent sur la boucle. Au lieu d'un terminal portable dédié, vous pouvez aussi utiliser un PC avec un modem HART ou un module d'E/S compatible HART.

Le principe de base est requête et réponse. L'hôte (le « maître ») envoie une commande et l'appareil de terrain répond avec sa valeur mesurée, ses réglages ou son état. HART admet deux maîtres sur une boucle : un maître primaire, généralement le système de commande, et un maître secondaire, comme un terminal portable ou un portable PC sur le terrain.

Comment le FSK circule sur la boucle : 1200 Hz, 2200 Hz et 1200 bit/s

Le HART filaire utilise une modulation par déplacement de fréquence (FSK) fondée sur la norme Bell 202. Une tonalité de 1200 Hz représente un 1 binaire et une tonalité de 2200 Hz représente un 0. Le signal est faible, d'environ ±0,5 mA autour du courant de la boucle.

Il ne faut pas confondre les fréquences avec le débit de données. Le hertz compte les périodes par seconde, le bit/s compte les bits par seconde. Le HART filaire fonctionne à 1200 bit/s ; il n'existe pas de plage de débit « 1200–2200 bit/s », même si les chiffres se ressemblent.

La figure 2 sépare les deux notions : la moyenne continue qui porte la valeur mesurée et les fréquences des tonalités qui portent les données.

Figure 2 : le courant moyen d'un côté, la fréquence du signal de données de l'autre

En haut : un petit signal alternatif sur un niveau continu de 12 mA donné en exemple (schématique). En bas : nombre de périodes de chaque tonalité dans la même fenêtre de 2,5 ms, qui n'est pas une durée de bit.

1200 Hz × 0,0025 s = 3 périodes ; 2200 Hz × 0,0025 s = 5,5 périodes. Aucun de ces nombres n'est le débit de 1200 bit/s.

Comme les tonalités s'annulent en moyenne, elles ne décalent pas la valeur continue et le signal analogique continue de fonctionner. Côté réception, des circuits distincts captent le niveau continu pour la mesure et les tonalités alternatives pour la communication.

Vérifiez séparément la lecture HART et la conversion du courant en valeur. Si l'étendue de l'entrée analogique du SNCC diffère de celle du transmetteur, la valeur affichée sera fausse même si le courant est correct.

Ce que HART apporte, et ce qu'il n'apporte pas

Le principal avantage est l'accès à des informations d'appareil que le courant seul ne peut pas porter, sans nouveau câblage. Depuis un outil de maintenance, vous contrôlez au même endroit l'étendue de mesure, les unités, le repère et l'état de l'appareil.

Ce que vous pouvez lire dépend de l'appareil. Une sonde de température à double élément, par exemple, a deux éléments sensibles mais pas forcément deux sorties en courant.

Les variables et diagnostics disponibles par HART dépendent de la configuration d'entrée du transmetteur et des fonctions qu'il prend en charge.

La figure 3 compare ce que donne une simple entrée 4–20 mA et ce que HART peut ajouter.

Figure 3 : le courant porte la valeur, HART porte les informations de l'appareil

Pour exploiter ce qu'un appareil HART peut fournir, le côté hôte doit aussi pouvoir le traiter.

Point à comparer	Entrée 4–20 mA seule	Exemples d'informations ajoutées par HART
Valeur mesurée	Courant converti selon l'étendue configurée	Valeur numérique, unités et état
Identité de l'appareil	Recoupée avec les plans, les numéros de bornes et les étiquettes sur site	Repère, type d'appareil, numéro de série, etc.
Étendue de mesure	Réglages du récepteur et du terrain vérifiés un par un	Valeurs basse et haute de l'étendue lues dans l'appareil
Indices pour la maintenance	Courant anormal et contrôle sur site	État de l'appareil, variables supplémentaires et diagnostics
Ce dont le récepteur a besoin	Une entrée analogique	Un hôte compatible, un chemin de communication et des fichiers de description d'appareil

Tous les appareils ne fournissent pas tout cela, ni sous la même forme. Le résultat dépend du modèle, de la révision et de ce que l'hôte prend en charge.

À la mise en service, rapprochez chaque repère de terrain du point de mesure prévu à la conception et vérifiez les unités et l'étendue. Lire les réglages avec un outil HART et les exporter dans une liste évite de les collecter à la main.

Exemple : le courant est bon, mais l'affichage est faux

Prenons un transmetteur réglé sur 0–1 MPa (0–10 bar) avec une sortie 4–20 mA. À 0,5 MPa (5 bar), il délivre 12 mA. Si seul le récepteur est réglé sur 0–2 MPa, l'affichage indique 1 MPa (10 bar).

Le courant lui-même est exactement celui que prévoit l'étendue du transmetteur. Lisez l'étendue de l'appareil et sa valeur numérique par HART, puis comparez-les à la mise à l'échelle du récepteur : cette comparaison isole la cause de l'écart.

Quand vous comparez un manomètre local, le transmetteur et l'écran, harmonisez les unités et la référence de pression (relative ou absolue), pas seulement les chiffres. L'échelle d'un manovacuomètre peut aussi aider à confirmer l'étendue.

En exploitation, les changements d'état des appareils aident à décider quels instruments contrôler en premier. Les diagnostics sont surtout utiles quand on les rapproche des conditions du procédé et des autres mesures.

HART étant une norme ouverte, il est conçu pour fonctionner avec des appareils de fabricants différents. Cela facilite aussi la standardisation du contrôle des appareils, des hôtes et des fichiers de description quand l'équipement est installé hors du Japon.

Gardez à l'esprit que modifier l'étendue d'un transmetteur par HART (re-ranging) n'est pas un étalonnage. Changer l'étendue ne vérifie pas l'exactitude du capteur ; cela exige toujours un étalon de référence et un contrôle de la chaîne de mesure.

Limites du HART filaire

À 1200 bit/s, le FSK filaire ne convient pas à l'envoi d'images ou de grands volumes de formes d'onde. Lire de nombreuses variables sur plusieurs appareils l'une après l'autre ajoute aussi un temps d'attente notable.

Le débit n'est pas le seul facteur. Chaque requête et chaque réponse portent plus que la valeur mesurée, et le type de commande, la scrutation de l'hôte et le temps de réponse de l'appareil influent sur le cycle global de mise à jour. Les concepteurs gardent donc généralement la voie 4–20 mA pour la régulation et traitent les données HART comme une mise à jour distincte, plus lente, pour la maintenance.

Si vous prévoyez d'utiliser des valeurs numériques HART dans la régulation, comparez la cadence nécessaire à celle que le système fournit réellement, et choisissez comment l'hôte intégrera les données.

Le chemin du signal compte aussi. HART peut échouer sur une boucle où la valeur analogique arrive parfaitement, selon la façon dont les appareils intermédiaires traitent le signal alternatif :

• Convertisseurs de signaux et isolateurs galvaniques
• Barrières à sécurité intrinsèque
• Filtres

Pour un isolateur, ne vous limitez pas à son exactitude en 4–20 mA : vérifiez s'il relaie HART dans les deux sens. Un appareil qui restitue correctement la valeur continue ne laisse pas forcément passer le signal alternatif.

Enfin, l'hôte doit prendre en charge chaque appareil. Lire la valeur mesurée de base demande moins que les diagnostics et la configuration détaillés : adaptez donc le logiciel et les fichiers de description aux fonctions que vous voulez utiliser.

La résistance de 250 Ω et votre bilan de tension

HART a besoin d'une certaine résistance dans la boucle pour que le signal en courant de l'appareil produise une tension détectable par l'hôte. La spécification HART demande une charge totale de boucle, résistance du câble comprise, d'au moins 230 Ω et d'au plus 1100 Ω. De nombreuses notices d'appareils indiquent 250 Ω, valeur juste au-dessus de ce minimum.

La notice de l'appareil précise la charge dont il a besoin pour communiquer. La résistance peut déjà être intégrée à l'entrée de réception ou à l'alimentation : il n'est donc pas toujours nécessaire d'en ajouter une.

Si vous ajoutez une résistance sans chercher celle qui existe déjà, vous ajoutez une chute de tension inutile. Localisez d'abord la charge existante, puis comparez-la aux exigences de communication de l'appareil et à la capacité de l'alimentation.

La figure 4 déroule un bilan de tension avec des valeurs supposées.

Figure 4 : tension aux bornes de 250 Ω et tension restant au transmetteur

Les valeurs sont des hypothèses pour l'illustration : alimentation 24 V, résistance de réception 250 Ω, résistance aller-retour du câblage 50 Ω et chute de 2 V dans un appareil intermédiaire.

Tension aux bornes de la résistance

V_R = I × R

0,004 × 250 = 1 V

0,020 × 250 = 5 V

Chute dans le câblage à 20 mA

V_câble = I × R_câble

0,020 × 50 = 1 V

Tension restant au transmetteur

V_TX = V_S − V_R − V_câble − V_app

24 − 5 − 1 − 2 = 16 V

Si le transmetteur exige au moins 12 V pour fonctionner

16 − 12 = 4 V de marge

I : courant de boucle [A] ; R : résistance de réception [Ω] ; R_câble : résistance aller-retour du câblage [Ω] ; V_S : tension d'alimentation ; V_app : chute dans l'appareil intermédiaire ; V_TX : tension aux bornes du transmetteur [V]. La chute de 2 V et le minimum de 12 V sont des hypothèses, pas des spécifications valables pour tous les appareils.

Pour un équipement réel, utilisez la tension minimale de l'alimentation, les courants maximal de fonctionnement et d'alarme, et les spécifications de chaque appareil de la boucle. L'exigence de charge et l'exigence de tension doivent être satisfaites toutes les deux.

Un courant de 4–20 mA dans 250 Ω donne 1–5 V : la même résistance sert donc aussi à une entrée analogique en tension. Sur les plans japonais, cette résistance peut porter la mention 受信抵抗 (jushin teiko, résistance de réception).

Dans l'exemple, il reste 16 V au transmetteur à 20 mA, soit 4 V de marge par rapport au minimum supposé de 12 V. Avec le même équipement, cette marge diminue si la tension d'alimentation baisse ou si le câble s'allonge.

Si l'appareil utilise des courants d'alarme, calculez la chute à ce courant. Avec les mêmes hypothèses à 22 mA, la résistance fait chuter 5,5 V et le câble 1,1 V : il reste 15,4 V au transmetteur.

Le chiffre de 22 mA ne vaut que pour cet exemple ; les courants d'alarme varient selon l'appareil. Calculer au courant maximal de l'appareil révèle des insuffisances de tension qui n'apparaissent jamais dans la plage de mesure normale.

La valeur de la résistance ne détermine pas à elle seule la qualité de la communication. Elle intervient à la fois dans la tension vue par l'entrée analogique et dans l'impédance du chemin de communication : le câble et les appareils raccordés doivent donc convenir à la boucle dans son ensemble.

Comment les spécifications japonaises expriment la charge et l'alimentation

Les fiches techniques japonaises donnent souvent la charge admissible sous forme de formule plutôt que de valeur unique. Elle est désignée par 許容負荷抵抗 (kyoyo fuka teiko, résistance de charge admissible).

Par exemple, un isolateur compatible HART de MG Co., Ltd. donne la charge admissible comme (tension d'alimentation − 12 V) ÷ 0,02 A, résistance des fils comprise. La même fiche exige une résistance de boucle de 250 Ω ±10 % pour la communication HART.

Les cartes d'entrée des SNCC japonais peuvent aussi intégrer la charge. La fiche technique d'un module d'E/S Yokogawa indique une résistance d'entrée 2 fils de 400 Ω (à 20 mA) à 750 Ω (à 4 mA) et la prise en charge de HART. Lisez la spécification de la carte avant d'ajouter une résistance.

Point à point ou multipoint

Dans une boucle point à point typique, un transmetteur occupe une boucle de courant et transmet sa valeur principale en 4–20 mA. HART permet de lire les valeurs numériques et les réglages de cet appareil sur les mêmes fils.

En mode multipoint (multidrop), plusieurs appareils partagent une même paire de fils et l'hôte identifie chacun par son adresse. Quand les appareils sont réglés en courant fixe, l'hôte lit chaque valeur mesurée en numérique. Le courant total ne dit rien des valeurs individuelles.

La figure 5 compare les deux configurations.

Figure 5 : additionner les courants ne donne pas les valeurs individuelles

Dans l'exemple du bas, les appareils A, B et C sont chacun fixés à 4 mA : la boucle porte donc 12 mA au total. Le nombre d'appareils et la plage d'adresses dépendent de la révision HART et des spécifications des appareils.

L'alimentation, l'interface de communication et la charge sont dessinées ensemble côté hôte. En haut : une boucle. En bas : des appareils raccordés en parallèle sur la même paire de fils.

Pour les appareils plus anciens (HART révisions 3 à 5), les adresses d'interrogation (polling) vont de 1 à 15, d'où la limite de 15 appareils que donnent beaucoup de références. HART 6 et 7 admettent des adresses jusqu'à 63, mais le maximum réel dépend de chaque appareil. Utiliser des adresses supérieures à 15 sur une boucle mêlant appareils anciens et récents peut provoquer des erreurs de communication.

Une entrée analogique existante et un réseau multipoint demandent un câblage et des réglages différents. Vérifiez le mode de sortie en courant en plus de l'adresse, et décidez par quelle voie chaque valeur sera lue.

Un réseau multipoint en courant fixe demande tout de même de vérifier l'alimentation. Tous les courants des appareils traversent la charge commune : évaluez donc la tension d'alimentation et la capacité en courant pour l'ensemble des appareils raccordés.

HART existe aussi en versions utilisant d'autres supports, comme WirelessHART et HART-IP. Les fréquences Bell 202 et le débit de 1200 bit/s ne valent que pour le HART filaire, pas pour les couches physiques sans fil ou Ethernet.

HART ne communique pas ? Dépannez dans cet ordre

Allez de l'alimentation et du câblage vers le logiciel : chaque étape élimine une couche avant de passer à la suivante. Avant d'ouvrir une boîte de jonction ou de toucher des bornes, appliquez les procédures de votre site (permis, consignation, zones dangereuses) ; ce guide ne les remplace pas.

1. Alimentation et courant analogique. Vérifiez que l'appareil dispose d'une tension suffisante et que la sortie 4–20 mA est celle que vous attendez. Suivez sur le schéma de boucle l'alimentation, la charge de réception, les appareils intermédiaires et le câblage, puis établissez le bilan de tension comme en figure 4.
2. Point de raccordement et charge. Contrôlez où le communicateur est raccordé et la charge que présente la boucle, par rapport à la notice de l'appareil. Raccordez en parallèle au point indiqué ; insérer l'outil en série comme un ampèremètre modifie le circuit de la boucle.
3. Protocole. Confirmez que l'appareil utilise bien HART. Sur certains équipements japonais, il peut s'agir d'un autre protocole (voir la section suivante).
4. Appareils sur le chemin. Vérifiez si les isolateurs, barrières et convertisseurs portent la mention compatible HART et dans quel sens ils laissent passer le signal. Si vous lisez l'appareil d'un côté d'un isolateur mais pas de l'autre, examinez sa fonction de relais et le côté auquel vous êtes raccordé.
5. Câblage et perturbations. Recherchez les mauvais contacts et les erreurs de câblage, et contrôlez les perturbations électriques à proximité. Suivez les spécifications de câblage du site et de l'appareil pour le blindage et la mise à la terre.
6. Prise en charge par l'hôte. Si la communication fonctionne mais que certains réglages n'apparaissent pas, vérifiez les fichiers de description d'appareil. Les packages DD, DTM et FDI sont liés au type et à la révision de l'appareil : chargez les fichiers correspondants sur l'hôte.
7. Comparaison des valeurs. Comparez la variable primaire lue par HART au signal réellement utilisé pour la régulation. Séparer les valeurs de régulation des valeurs de supervision et de maintenance permet de distinguer plus facilement un problème de communication d'un problème d'affichage ou de régulation.

Sur une installation en marche, une modification de configuration peut affecter le fonctionnement. Gérez séparément la lecture et l'écriture, enregistrez les valeurs avant toute modification et suivez la procédure de gestion des modifications du site.

Équipements japonais : vérifiez BRAIN avant d'accuser la boucle

Yokogawa, grand fabricant japonais d'instruments, utilise aussi son propre protocole numérique appelé BRAIN. Certains de ses transmetteurs existent en version BRAIN et en version HART avec le même élément sensible, et le protocole est défini par le code modèle. Ne supposez pas que les deux protocoles soient interchangeables.

Un appareil BRAIN n'est en général pas accessible avec un communicateur HART standard ; Yokogawa indique son terminal portable BT200 comme communicateur des appareils BRAIN, et son logiciel FieldMate est une autre option. Confirmez auprès du fabricant l'outil qu'exige votre modèle. Avant de changer des résistances ou de recâbler, lisez le code modèle complet sur la plaque signalétique (銘板, meiban) et comparez-le au tableau des codes modèles du fabricant.

Les notices japonaises peuvent aussi traiter les versions HART et BRAIN dans des documents séparés. Vérifiez que la notice que vous lisez correspond au protocole indiqué sur la plaque signalétique.

Termes japonais que vous pouvez rencontrer

Ces termes figurent sur les schémas de boucle, fiches techniques et notices japonais relatifs aux boucles HART.

Japonais	Romaji	Signification
HART通信対応	HART tsushin taio	Compatible HART (cherchez la même mention sur les isolateurs et les barrières)
受信抵抗	jushin teiko	Résistance de réception, typiquement 250 Ω (donne 1–5 V)
負荷抵抗	fuka teiko	Résistance de charge
許容負荷抵抗	kyoyo fuka teiko	Résistance de charge admissible, souvent donnée sous forme de formule
(écrit en katakana)	rupu-zu	Schéma de boucle
取扱説明書	toriatsukai setsumeisho	Notice d'instructions
双方向	sohoko	Bidirectionnel (l'isolateur relaie-t-il HART dans les deux sens ?)

Liste de contrôle avant de raccorder le communicateur

Passez en revue ces points avant de perdre du temps sur le terrain.

• Protocole de l'appareil confirmé comme HART (et non BRAIN ou autre) à partir du code modèle complet
• Révision HART de l'appareil, et prise en charge par l'hôte et le communicateur
• Emplacement et valeur de la résistance de charge existante, y compris celle intégrée à la carte d'entrée ou à l'alimentation
• Charge totale de la boucle dans l'exigence de communication de l'appareil (plage de la spécification HART : 230–1100 Ω)
• Tension au transmetteur, à son courant maximal et au courant d'alarme, supérieure à sa tension minimale de fonctionnement
• Chaque isolateur, barrière et convertisseur de la boucle marqué compatible HART et laissant passer HART dans le sens voulu
• Point de raccordement du communicateur indiqué dans la notice, et raccordement en parallèle
• Un seul maître secondaire (terminal portable ou portable PC) à la fois sur la boucle
• Adresse d'interrogation et mode de sortie en courant (4–20 mA normal ou courant fixe)
• Package DD, DTM ou FDI correspondant au type et à la révision de l'appareil sur l'hôte
• Mise à l'échelle du récepteur alignée sur l'étendue et les unités du transmetteur
• Valeurs existantes enregistrées et procédure de modification du site suivie avant d'écrire un paramètre sur une boucle en service

Questions à poser au fournisseur japonais

Si des documents manquent ou sont peu clairs, posez directement la question au fournisseur. Ces questions couvrent les points ci-dessus.

1. Quel protocole chaque transmetteur utilise-t-il (HART, BRAIN ou autre) ? Merci d'indiquer le code modèle complet.
2. Quelle révision HART chaque appareil prend-il en charge ?
3. Où se trouve la résistance de charge HART dans chaque boucle, et quelle est sa valeur ? Est-elle intégrée à la carte d'entrée ou à l'alimentation ?
4. Quelle est la tension minimale de fonctionnement de chaque transmetteur, et sur quel courant d'alarme est-il réglé ?
5. Les isolateurs et barrières de l'armoire sont-ils compatibles HART, et relaient-ils HART dans les deux sens ?
6. Où faut-il raccorder un communicateur portable ? Merci de repérer les points sur le schéma de boucle.
7. Quels fichiers DD, DTM ou FDI sont nécessaires, et où peut-on les télécharger ?
8. Des appareils sont-ils câblés en multipoint ou réglés en courant fixe ?
9. Pouvez-vous fournir les versions anglaises des notices et des schémas de boucle de ces appareils ?

Un court message rédigé sur ce modèle (en anglais, langue d'échange habituelle avec les fournisseurs japonais) obtient en général une réponse plus claire qu'un simple « HART ne fonctionne pas » :

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.

Limites de ce guide

• Ce guide traite du HART filaire sur boucles 4–20 mA. WirelessHART et HART-IP utilisent d'autres couches physiques.
• Le bilan de tension de la figure 4 repose sur des valeurs supposées. Utilisez les spécifications réelles de l'alimentation, du câble et de chaque appareil de la boucle.
• Les exigences de charge, les courants d'alarme, les plages d'adresses et les fonctions prises en charge varient selon l'appareil, la révision et l'hôte. La notice de l'appareil prime sur les chiffres généraux donnés ici.
• Les boucles à sécurité intrinsèque ont leurs propres règles pour les barrières et les équipements raccordés. Le droit de raccorder un communicateur en zone dangereuse est décidé par les autorisations et procédures du site (y compris les règles ATEX le cas échéant), pas par ce guide.
• Les interventions sur des installations électriques relèvent des règles de sécurité applicables dans votre pays et sur votre site : en France, par exemple, l'habilitation électrique (NF C 18-510) ; au Maroc, en Algérie ou ailleurs, la réglementation locale et les procédures du site.
• Modifier des paramètres sur une installation en marche suit les procédures propres du site.

FAQ

HART nécessite-t-il un câble spécial ?

Non. HART est conçu pour fonctionner sur les boucles d'instrumentation 2 fils existantes. Le câblage, la charge et les appareils intermédiaires doivent néanmoins respecter les exigences de communication : vérifiez donc toute la boucle de courant, pas seulement le type de câble.

Si le signal 4–20 mA est correct, HART fonctionnera-t-il ?

Pas forcément. La valeur continue peut arriver correctement alors qu'un isolateur ou un autre appareil bloque le signal de communication alternatif. Vérifiez que l'appareil et l'hôte prennent en charge HART, que la charge et la tension respectent les exigences et que chaque appareil intermédiaire relaie HART dans les deux sens.

Faut-il toujours ajouter une résistance de 250 Ω ?

Non. Certaines entrées de réception et alimentations intègrent déjà la charge nécessaire. Repérez la charge existante sur le schéma de boucle, puis décidez si un complément est utile pour respecter l'exigence de communication de l'appareil sans perdre votre marge de tension.

Pourquoi la valeur lue par HART diffère-t-elle de l'affichage du SNCC ?

La valeur numérique HART et l'affichage issu de la conversion du 4–20 mA suivent des chemins différents. Comparez la variable, les unités, l'étendue et la mise à l'échelle du récepteur, puis contrôlez chaque étape pour voir où la valeur change.

1200 Hz et 1200 bit/s, est-ce la même chose ?

Non. Le hertz est la fréquence de l'onde, le bit/s est la vitesse à laquelle l'information est transmise. Le HART filaire utilise 1200 Hz et 2200 Hz pour représenter 1 et 0, et son débit est de 1200 bit/s.

Sources

• Bases de HART et IIoT : Endress+Hauser, « The essentials of HART communication and the IIoT » (en anglais)
• Fréquences FSK, débit, signal de ±0,5 mA, charge de boucle de 230–1100 Ω, deux maîtres, adresses multipoint 1–15 : SAMSON, « HART Communications » (Technical Information L452 EN, en anglais)
• Correspondance CPF 9 (HART) et IEC 61158 type 20 : IEC 61784-1:2019, extrait (en anglais)
• Révisions HART et plages d'adresses d'interrogation : Wikipedia, « Highway Addressable Remote Transducer Protocol » (en anglais) ; Endress+Hauser, notice BA00486C (en anglais)
• Présentation de HART : Yokogawa, « Qu'est-ce que la communication HART ? » (en japonais)
• Résistance d'entrée d'un module d'E/S compatible HART : Yokogawa, GS 33K50F80-50E, I/O Modules with Built-in Barrier (for FIO) (en anglais)
• Principes de HART : Emerson, notice FIELDVUE DVC6200 (en anglais)
• Raccordement d'un outil de configuration HART : Yokogawa, notice digitalYEWFLO (en japonais)
• Isolateur compatible HART (relais bidirectionnel, 250 Ω ±10 %, formule de charge admissible) : MG Co., Ltd., spécifications du M2DYHR (en japonais)
• BRAIN et communicateurs HART : Yokogawa, Device Smart Communicators (en anglais) ; Yokogawa, manuel du protocole HART de la série DPharp EJA (IM 01C22T01-01EN, en anglais)
• Fichiers de description d'appareil : FieldComm Group, « HART EDD/FDI Registration » (en anglais) ; Yokogawa, FAQ FieldMate et DD/DTM (en japonais)
• Origine de HART et norme ouverte : Emerson, histoire des innovations Rosemount en pression (en anglais)
• Entrées multi-capteurs et variable primaire : Emerson, manuel de référence Rosemount 3144P (en anglais)