HART Haberleşmesi 4-20 mA: Çalışma Mantığı ve Sorun Giderme

Japon yapımı bir skid üzerindeki basınç transmiteri DCS'te doğru okunuyor. 4–20 mA sinyal sabit ve değer yerel manometreyle uyuşuyor. Ancak ölçüm aralığını kontrol etmek için HART el terminalini (communicator) bağladığınızda cihaz "No device found" mesajı veriyor.

Burada dikkat edilecek nokta şu: analog döngünün çalışması, HART'ın geçebildiğini kanıtlamaz. Kablolu HART, 4–20 mA akımın üzerine küçük bir dijital sinyal bindirir. Ölçüm değerini DC akım taşımaya devam eder. Dijital sinyal ise aynı iki kablo üzerinden bir host'un cihazın tag'ini, ölçüm aralığını ve tanılama bilgilerini okumasını ve ayarlarını değiştirmesini sağlar.

Bu rehber, sinyalin döngüye nasıl bindiğini, HART'ın neden 250 Ω (veya benzeri) bir yüke ihtiyaç duyduğunu ve gerilim bütçesinin nasıl hesaplanacağını anlatır. Ardından sorun gidermeyi sırayla adım adım ele alır; sonunda bir kontrol listesi ve Japon tedarikçiye gönderebileceğiniz sorular yer alır.

İçindekiler

1. HART 4–20 mA Döngüsüne Ne Ekler?
2. FSK Döngüye Nasıl Biner: 1200 Hz, 2200 Hz ve 1200 bit/s
3. HART Ne Sağlar, Ne Sağlamaz?
4. Kablolu HART'ın Sınırları
5. 250 Ω Direnç ve Gerilim Bütçeniz
6. Point-to-Point ve Multidrop
7. HART Haberleşmesi Çalışmıyor mu? Şu Sırayla Kontrol Edin
8. Kontrol Listesi: El Terminalini Bağlamadan Önce
9. Japon Tedarikçiye Sorular
10. Bu Rehberin Sınırları
11. SSS
12. Kaynaklar

HART 4–20 mA Döngüsüne Ne Ekler?

HART, Highway Addressable Remote Transducer ifadesinin kısaltmasıdır. Teknoloji Rosemount'ta doğmuş, sonra birçok üreticinin kullandığı açık bir standart haline gelmiştir. Bugün spesifikasyonları FieldComm Group yönetir ve cihaz kayıtlarını da bu kuruluş tutar.

"Fieldbus" terimini enstrümanlar ile kontrol sistemleri arasındaki her türlü saha haberleşmesi anlamında geniş kullanırsanız, HART da bunlardan biri sayılır. Tüm bilgiyi dijital taşıyan FOUNDATION Fieldbus'tan farkı, HART'ın analog sinyali korumasıdır; dijital haberleşme bunun üzerine eklenir. Bu fark hem sinyalin işlenişini hem de sistemin kuruluşunu değiştirir.

Bir kontrolör, ölçülen değeri HART desteği olmayan sıradan bir 4–20 mA girişinden de okuyabilir. HART'ı kullanmak için ise cihazla konuşabilen ekipman da gerekir:

• HART özellikli bir G/Ç kartı, HART modemi veya el terminali (communicator)
• Bakım işleri için bir host; örneğin varlık yönetimi (asset management) yazılımı
• Cihaza uygun cihaz tanım dosyaları (sorun giderme bölümünde anlatılıyor)

Bazı tesisler cihaz konfigürasyonunu ve durum bilgisini DCS'in içinde yönetir. Bazıları ise ayrı bir bakım sistemi kullanır.

Hangi ekipmana ihtiyaç duyacağınızı, bilgiyi ne için kullanacağınız belirler.

HART, DI ve DO gibi ayrık (discrete) G/Ç sinyallerinden de farklı bir kategoridedir. Bir kontak sinyali yalnızca AÇIK ya da KAPALI bilgisi verir. HART ise host ile cihaz arasında adlandırılmış kalemleri ve değerleri taşıyan bir haberleşme protokolüdür.

Şekil 1, tipik bir kablolu bağlantıyı gösterir: 2 telli bir transmiter, 24 V besleme ve 250 Ω yük. El terminali, ampermetre gibi seriye değil, paralele bağlanır.

Şekil 1: HART El Terminali Belirtilen Noktaya Paralel Bağlanır

2 telli transmiter ve 250 Ω alıcı yükle bir örnek. El terminali, ampermetre gibi döngüye seri girmez.

Kutup işaretleri, gösterilen akım yönüne göredir. Koruma cihazları, ekranlama ve topraklama çizilmemiştir. Gerçek bağlantı noktaları ve gereken yük, cihaz kılavuzu ve loop şemasıyla belirlenir.

El terminali cihaza istek gönderir ve cevapları döngüdeki sinyalden okur. Özel bir el terminali yerine HART modemli bir bilgisayar ya da HART destekli bir G/Ç modülü de kullanabilirsiniz.

Temel düzen istek ve cevaptır. Host ("master") bir komut gönderir; saha cihazı ölçüm değeri, ayarlar veya durum bilgisiyle yanıt verir. HART bir döngüde iki master'a izin verir: genellikle kontrol sistemi olan birincil master ve sahadaki el terminali ya da dizüstü bilgisayar gibi ikincil master.

FSK Döngüye Nasıl Biner: 1200 Hz, 2200 Hz ve 1200 bit/s

Kablolu HART, Bell 202 standardına dayanan frekans kaydırmalı anahtarlama (FSK) kullanır. 1200 Hz'lik ton ikili 1'i, 2200 Hz'lik ton 0'ı temsil eder. Sinyal küçüktür; döngü akımının etrafında yaklaşık ±0,5 mA'dir.

Frekansları veri hızıyla karıştırmayın. Hz saniyedeki dalga sayısını, bit/s ise saniyedeki bit sayısını verir. Kablolu HART 1200 bit/s hızında çalışır; sayılar birbirine benzese de "1200–2200 bit/s" diye bir hız aralığı yoktur.

Şekil 2 iki kavramı ayırır: ölçüm değerini taşıyan DC ortalama ve veriyi taşıyan ton frekansları.

Şekil 2: Ortalama Akım ile Veri Sinyalinin Frekansı

Üstte: örnek olarak 12 mA'lik bir DC seviyesine bindirilmiş küçük bir AC sinyal (ölçekli değil). Altta: her tonun aynı 2,5 ms'lik pencerede kaç periyot tamamladığı; bu pencere bir bit süresi değildir.

1200 Hz × 0,0025 s = 3 periyot; 2200 Hz × 0,0025 s = 5,5 periyot. Bu sayıların hiçbiri 1200 bit/s'lik veri hızı değildir.

Tonların ortalaması sıfır olduğu için DC değeri kaydırmazlar ve analog sinyal çalışmaya devam eder. Alıcı tarafta ayrı devreler, ölçüm için DC seviyeyi, haberleşme için AC tonları alır.

HART okumasını ve akımdan değere ölçeklemeyi ayrı ayrı kontrol edin. DCS'teki analog giriş aralığı transmiterin aralığından farklıysa, akım doğru olsa bile ekranda görünen değer yanlış olur.

HART Ne Sağlar, Ne Sağlamaz?

Başlıca yarar, yeni kablolama yapmadan, yalnızca akımın taşıyamayacağı cihaz bilgilerine erişmektir. Bir bakım aracından aralığı, birimi, tag'i ve cihaz durumunu tek yerden kontrol edebilirsiniz.

Okuyabilecekleriniz cihaza bağlıdır. Örneğin çift elemanlı bir sıcaklık sensörünün iki algılama elemanı vardır, ama bu iki akım çıkışı olacağı anlamına gelmez.

HART üzerinden erişilen değişkenler ve tanılama bilgileri, transmiterin giriş konfigürasyonuna ve desteklediği fonksiyonlara göre değişir.

Şekil 3, sıradan bir 4–20 mA girişinin verdikleriyle HART'ın ekleyebileceklerini karşılaştırır.

Şekil 3: Akım Değeri Taşır; HART Cihaz Bilgisini Taşır

HART cihazının sunduklarından yararlanmak için host tarafının da bunları işleyebilmesi gerekir.

Karşılaştırılan nokta	Yalnızca 4–20 mA girişi	HART'ın eklediklerine örnekler
Ölçülen değer	Akım, ayarlı aralığa ölçeklenir	Dijital değer, birim ve durum
Cihaz kimliği	Çizim, klemens numarası ve saha etiketiyle eşleştirilir	Tag, cihaz tipi, seri numarası vb.
Ölçüm aralığı	Alıcı ve saha ayarları tek tek kontrol edilir	Alt ve üst aralık değerleri cihazdan okunur
Bakım ipuçları	Anormal akım ve saha kontrolü	Cihaz durumu, ek değişkenler ve tanılama
Alıcının ihtiyacı	Analog giriş	Uyumlu host, haberleşme yolu ve cihaz tanım dosyaları

Her cihaz bunların hepsini, aynı biçimde sunmaz. Elde edeceğiniz bilgi; model, revizyon ve host'un desteklediklerine bağlıdır.

Devreye almada her saha tag'ini tasarımdaki ölçüm noktasıyla eşleştirin; birimleri ve aralığı doğrulayın. Ayarları bir HART aracıyla okuyup listeye aktarmak, elle toplama işinden tasarruf sağlar.

Örnek: Akım Doğru, Ekran Yanlış

0–1 MPa (0–10 bar) aralığına ayarlı ve 4–20 mA çıkışlı bir transmiter düşünün. 0,5 MPa'da 12 mA verir. Yalnızca alıcı 0–2 MPa olarak ayarlanmışsa ekran 1 MPa gösterir.

Akımın kendisi, transmiterin aralığına göre tam olması gereken değerdedir. Cihazın aralığını ve dijital değerini HART ile okuyup alıcının ölçeklemesiyle karşılaştırın. Bu karşılaştırma uyuşmazlığın nedenini ayırt etmenizi sağlar.

Yerel manometreyi transmiter ve ekranla karşılaştırırken yalnızca sayıları değil, birimleri ve basınç referansını (etkin/manometrik veya mutlak) da eşleştirin. Bileşik (compound) bir manometrenin skalası da aralığı doğrulamaya yardımcı olabilir.

İşletme sırasında cihaz durumundaki değişiklikler, hangi enstrümanların önce kontrol edileceğine karar vermenize yardımcı olur. Tanılama bilgileri, proses koşulları ve diğer ölçümlerle birlikte değerlendirildiğinde en yararlıdır.

HART açık bir standart olduğu için farklı üreticilerin cihazlarıyla çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Bu, Japonya dışındaki tesislere ekipman kurulurken cihaz, host ve tanım dosyalarının kontrol yöntemini standartlaştırmayı da kolaylaştırır.

HART ile bir transmiterin aralığını değiştirmenin kalibrasyon olmadığını unutmayın. Aralığı değiştirmek sensörün doğruluğunu doğrulamaz; bunun için hâlâ bir referans standart ve ölçüm zincirinin kontrolü gerekir.

Kablolu HART'ın Sınırları

1200 bit/s hızındaki kablolu FSK, görüntü veya büyük miktarda dalga biçimi verisi göndermeye uygun değildir. Birkaç cihazdan çok sayıda kalemi art arda okumak da gözle görülür bir bekleme süresi biriktirir.

Hız tek etken değildir. Her istek ve cevap ölçüm değerinden fazlasını taşır; komut tipi, host'un tarama süresi ve cihazın cevap süresi toplam güncelleme periyodunu etkiler. Bu yüzden tasarımcılar genellikle kontrol için 4–20 mA yolunu korur, HART verisini bakım için ayrı ve daha yavaş bir güncelleme olarak ele alır.

HART dijital değerlerini kontrolde kullanmayı planlıyorsanız, ihtiyaç duyduğunuz güncelleme hızını sistemin gerçekte sağladığıyla karşılaştırın ve host'un veriyi nasıl alacağını seçin.

Sinyal yolu da önemlidir. Analog değerin sorunsuz ulaştığı bir döngüde bile HART, aradaki cihazların AC sinyali nasıl işlediğine bağlı olarak geçemeyebilir:

• Sinyal dönüştürücüler ve izolatörler
• Kendinden emniyetli (intrinsic safety) bariyerler
• Filtreler

Bir izolatörde yalnızca 4–20 mA doğruluğuna bakmayın; HART'ı iki yönde de aktarıp aktarmadığını kontrol edin. DC değeri doğru yeniden üreten bir cihaz, AC sinyali de geçirmeyebilir.

Son olarak host'un her cihaz için doğru desteğe sahip olması gerekir. Temel ölçüm değerini okumak, ayrıntılı tanılama ve konfigürasyondan daha azını gerektirir. Bu yüzden yazılımı ve cihaz tanım dosyalarını kullanmak istediğiniz kalemlere göre eşleştirin.

250 Ω Direnç ve Gerilim Bütçeniz

Cihazın akım modundaki sinyalinin, host'un algılayabileceği bir gerilim üretmesi için HART'ın döngüde belirli bir dirence ihtiyacı vardır. HART spesifikasyonu, kablo direnci dahil toplam döngü yükünün en az 230 Ω, en çok 1100 Ω olmasını ister. Birçok cihaz kılavuzu bu alt sınırın hemen üzerinde olan 250 Ω'u belirtir.

Cihazın haberleşme için ihtiyaç duyduğu yükü cihaz kılavuzu belirtir. Direnç, alıcı girişin ya da besleme ünitesinin içinde zaten bulunabilir; bu durumda ayrıca bir direnç gerekmeyebilir.

Mevcut bir direnci kontrol etmeden yenisini eklerseniz fazladan bir gerilim düşümü eklemiş olursunuz. Önce mevcut yükün yerini bulun, sonra cihazın haberleşme koşullarına ve besleme ünitesinin kapasitesine göre kontrol edin.

Şekil 4, varsayılan değerlerle bir gerilim bütçesi hesabını gösterir.

Şekil 4: 250 Ω Üzerindeki Gerilim ve Transmitere Kalan Gerilim

Değerler açıklama amaçlı varsayımlardır: 24 V besleme, 250 Ω alıcı direnç, 50 Ω gidiş-dönüş hat direnci ve aradaki bir cihazda 2 V düşüm.

Direnç üzerindeki gerilim

V_R = I × R

0,004 × 250 = 1 V

0,020 × 250 = 5 V

20 mA'de hat üzerindeki düşüm

V_hat = I × R_hat

0,020 × 50 = 1 V

Transmitere kalan gerilim

V_TX = V_K − V_R − V_hat − V_ara

24 − 5 − 1 − 2 = 16 V

Transmiter çalışmak için en az 12 V gerektiriyorsa

16 − 12 = 4 V pay

I: döngü akımı [A]; R: alıcı direnç [Ω]; R_hat: gidiş-dönüş hat direnci [Ω]; V_K: besleme gerilimi; V_ara: aradaki cihazdaki düşüm; V_TX: transmiter klemenslerindeki gerilim [V]. 2 V'luk düşüm ve 12 V'luk alt çalışma gerilimi varsayımdır; tüm cihazlar için geçerli spesifikasyon değildir.

Gerçek ekipmanda besleme ünitesinin asgari gerilimini, azami çalışma ve alarm akımlarını ve döngüdeki her cihazın spesifikasyonunu kullanın. Yük koşulu ile gerilim koşulunun ikisi de ayrı ayrı sağlanmalıdır.

250 Ω'dan geçen 4–20 mA, 1–5 V verir; bu yüzden aynı direnç analog gerilim girişine de hizmet eder. Japon çizimlerinde bu direnç 受信抵抗 (jushin teiko, alıcı direnç) diye yazılmış olabilir.

Örnekte 20 mA'de transmitere 16 V kalır; varsayılan 12 V'luk alt sınıra göre 4 V pay vardır. Aynı ekipmanla bile besleme gerilimi düşerse veya kablo uzarsa bu pay azalır.

Cihaz alarm akımları kullanıyorsa düşümü o akım için hesaplayın. Aynı varsayımlarla 22 mA'de direnç 5,5 V, hat 1,1 V düşürür ve transmitere 15,4 V kalır.

22 mA yalnızca bu örneğe aittir; alarm akımları cihaza göre değişir. Hesabı cihazın azami akımında yapmak, normal ölçüm aralığında hiç görünmeyen gerilim yetersizliklerini ortaya çıkarır.

Haberleşme kalitesini tek başına direnç değeri belirlemez. Direnç, hem analog girişin gördüğü gerilimi hem de haberleşme yolunun empedansını etkiler; bu yüzden kablo ve bağlı cihazların döngünün bütününe uygun olması gerekir.

Japon Spesifikasyonları Yük ve Beslemeyi Nasıl İfade Eder?

Japon teknik föylerinde izin verilen yük çoğu zaman tek bir sayı yerine bir formülle verilir. Bu değerin adı 許容負荷抵抗 (kyoyo fuka teiko, izin verilen yük direnci)dir.

Örneğin MG Co., Ltd.'nin HART uyumlu bir izolatörü izin verilen yükü, kablo direnci dahil, (besleme gerilimi − 12 V) ÷ 0,02 A olarak verir. Aynı föy, HART haberleşmesi için 250 Ω ±%10 döngü direnci ister.

Japon DCS giriş kartlarında da yük kart içinde olabilir. Bir Yokogawa G/Ç modülünün föyünde 2 telli giriş direnci 400 Ω (20 mA'de) ile 750 Ω (4 mA'de) arasında verilmiş ve HART desteği belirtilmiştir. Direnç eklemeden önce kartın spesifikasyonunu okuyun.

Point-to-Point ve Multidrop

Tipik bir point-to-point döngüde tek bir akım döngüsüne tek bir transmiter bağlıdır ve ana ölçüm değerini 4–20 mA olarak iletir. HART ile aynı kablolardan o cihazın dijital değerlerini ve ayarlarını okuyabilirsiniz.

Multidrop'ta birkaç cihaz tek bir kablo çiftini paylaşır ve host her birini adresiyle tanır. Cihazlar sabit akıma ayarlandığında host her ölçüm değerini dijital olarak okur. Toplam akım, tek tek değerler hakkında hiçbir şey söylemez.

Şekil 5 iki yapılandırmayı karşılaştırır.

Şekil 5: Akımların Toplamı Tek Tek Değerleri Vermez

Alttaki örnekte A, B ve C cihazlarının her biri 4 mA'e sabitlenmiştir; döngü toplam 12 mA taşır. Cihaz sayısı ve adres aralığı HART revizyonuna ve cihaz spesifikasyonlarına bağlıdır.

Besleme, haberleşme arayüzü ve yük, host tarafında birlikte çizilmiştir. Üstte: tek döngü. Altta: aynı kablo çiftine paralel bağlı cihazlar.

Eski cihazlarda (HART revizyon 3–5) polling adresleri 1'den 15'e kadardır; birçok kaynağın 15 cihaz sınırı vermesinin nedeni budur. HART 6 ve 7 adresleri 63'e kadar izin verir, ancak gerçek üst sınır cihaza göre değişir. Eski ve yeni cihazların karışık olduğu bir döngüde 15'in üzerindeki polling adresleri haberleşme hatalarına yol açabilir.

Mevcut bir analog giriş ile multidrop ağı farklı kablolama ve ayar gerektirir. Adresin yanında akım çıkış modunu da kontrol edin ve her değerin hangi yoldan okunacağına karar verin.

Sabit akımlı bir multidrop ağında da besleme ünitesinin kontrol edilmesi gerekir. Tüm cihaz akımları ortak yükten geçer; bu yüzden besleme gerilimini ve akım kapasitesini bağlı cihazların tamamı için değerlendirin.

HART'ın WirelessHART ve HART-IP gibi başka ortamları kullanan sürümleri de vardır. Bell 202 frekansları ve 1200 bit/s hız yalnızca kablolu HART için geçerlidir; kablosuz veya Ethernet fiziksel katmanları için geçerli değildir.

HART Haberleşmesi Çalışmıyor mu? Şu Sırayla Kontrol Edin

Enerji ve kablolamadan yazılıma doğru ilerleyin. Her adım, bir sonrakine geçmeden önce bir katmanı eler. Bir klemens kutusunu açmadan veya klemenslere dokunmadan önce tesisinizin iş izni, izolasyon ve tehlikeli bölge prosedürlerini uygulayın; bu rehber onların yerini tutmaz.

1. Enerji ve analog akım. Cihazın yeterli gerilime sahip olduğunu ve 4–20 mA çıkışının beklediğiniz değerde olduğunu doğrulayın. Besleme, alıcı yük, aradaki cihazlar ve kablolamayı loop şemasında izleyin, ardından Şekil 4'teki gibi gerilim bütçesini hesaplayın.
2. Bağlantı noktası ve yük. El terminalinin nereye bağlandığını ve döngünün sunduğu yükü cihaz kılavuzuyla karşılaştırın. Belirtilen noktaya paralel bağlayın; aracı ampermetre gibi seriye sokmak döngü devresini değiştirir.
3. Protokol. Cihazın gerçekten HART kullandığını doğrulayın. Bazı Japon ekipmanlarında farklı bir protokol kullanılıyor olabilir (sonraki bölüme bakın).
4. Yoldaki cihazlar. İzolatörlerin, bariyerlerin ve dönüştürücülerin HART uyumlu olarak işaretlenip işaretlenmediğini ve sinyali hangi yönde geçirdiğini kontrol edin. Cihazı izolatörün bir tarafından okuyabiliyor, diğer tarafından okuyamıyorsanız röle (aktarma) fonksiyonuna ve hangi tarafa bağlı olduğunuza bakın.
5. Kablolama ve parazit. Gevşek bağlantıları ve yanlış kablolamayı arayın; çevredeki elektriksel etkileşimi de kontrol edin. Ekranlama ve topraklama için tesisin ve cihazın kablolama spesifikasyonlarına uyun.
6. Host desteği. Haberleşme kuruluyor ama bazı ayarlar görünmüyorsa cihaz tanım dosyalarına bakın. DD, DTM ve FDI paketleri cihaz tipine ve revizyonuna bağlıdır; host'a uygun dosyaları yükleyin.
7. Değer karşılaştırması. HART ile okunan ana değişkeni (primary variable) kontrolde gerçekten kullanılan sinyalle karşılaştırın. Kontrol değerlerini izleme ve bakım değerlerinden ayrı tutmak, haberleşme sorununu ekran veya kontrol sorunundan ayırmayı kolaylaştırır.

Çalışan bir tesiste konfigürasyon değişikliği işletmeyi etkileyebilir. Okuma ve yazmayı ayrı yönetin, değişiklikten önce değerleri kaydedin ve tesisin değişiklik yönetimi prosedürünü izleyin.

Japon Ekipmanı: Döngüyü Suçlamadan Önce BRAIN'i Kontrol Edin

Önde gelen bir Japon enstrüman üreticisi olan Yokogawa, BRAIN adlı kendi dijital protokolünü de kullanır. Bazı transmiterleri aynı algılama elemanıyla hem BRAIN hem HART versiyonunda satılır ve protokolü model kodu belirler. İki protokolün birbirinin yerine kullanılabileceğini varsaymayın.

BRAIN cihazına standart bir HART el terminaliyle genellikle erişilemez; Yokogawa, BRAIN cihazları için BT200 el terminalini listeler, FieldMate yazılımı da bir seçenektir. Modelinizin hangi araca ihtiyaç duyduğunu üreticiyle doğrulayın. Dirençleri değiştirmeden veya yeniden kablolama yapmadan önce isim etiketindeki (nameplate) tam model kodunu okuyun ve üreticinin model kodu tablosuyla karşılaştırın.

Japonca kılavuzlar HART ve BRAIN versiyonlarını ayrı dokümanlarda da ele alabilir. Okuduğunuz kılavuzun isim etiketindeki protokolle eşleştiğinden emin olun.

Karşılaşabileceğiniz Japonca Terimler

Bu terimler, HART döngülerine ait Japonca loop şemalarında, teknik föylerde ve kılavuzlarda geçer.

Japonca	Okunuşu	Anlamı
HART通信対応	HART tsushin taio	HART uyumlu (izolatör ve bariyerlerde de aynı ifadeyi arayın)
受信抵抗	jushin teiko	Alıcı direnç; genellikle 250 Ω (1–5 V verir)
負荷抵抗	fuka teiko	Yük direnci
許容負荷抵抗	kyoyo fuka teiko	İzin verilen yük direnci; çoğu zaman formül olarak verilir
(katakana yazılır) 図	rupu-zu	Loop şeması
取扱説明書	toriatsukai setsumeisho	Kullanım kılavuzu
双方向	sohoko	Çift yönlü (izolatörün HART'ı iki yönde de aktarıp aktarmadığı)

Kontrol Listesi: El Terminalini Bağlamadan Önce

Sahada zaman harcamadan önce şu maddelere göz atın.

• Cihaz protokolünün tam model kodundan HART olduğu doğrulandı (BRAIN veya başka bir protokol değil)
• Cihazın HART revizyonu ve host ile el terminalinin bunu destekleyip desteklemediği
• Mevcut yük direncinin yeri ve değeri; giriş kartının veya besleme ünitesinin içinde olanlar dahil
• Toplam döngü yükü, cihazın haberleşme gereksinimi içinde (HART spesifikasyonundaki aralık 230–1100 Ω)
• Transmiterdeki gerilim, alarm akımı dahil azami akımında asgari çalışma geriliminin üzerinde
• Döngüdeki her izolatör, bariyer ve dönüştürücü HART uyumlu olarak işaretli ve ihtiyacınız olan yönde HART'ı geçiriyor
• El terminalinin bağlantı noktası kılavuzda belirtildiği gibi ve paralel bağlı
• Döngüde aynı anda yalnızca bir ikincil master (el terminali veya dizüstü bilgisayar) var
• Polling adresi ve akım çıkış modu (normal 4–20 mA veya sabit akım)
• Host'ta cihaz tipi ve revizyonuna uygun DD, DTM veya FDI paketi
• Alıcı ölçeklemesi, transmiterin aralığı ve birimleriyle eşleşiyor
• Canlı bir döngüde herhangi bir ayarı yazmadan önce mevcut değerler kaydedildi ve tesisin değişiklik prosedürü izlendi

Japon Tedarikçiye Sorular

Dokümanlar eksik veya belirsizse tedarikçiye doğrudan sorun. Aşağıdaki sorular yukarıdaki noktaları kapsar.

1. Her transmiter hangi protokolü kullanıyor (HART, BRAIN veya başka)? Lütfen tam model kodunu verin.
2. Her cihaz hangi HART revizyonunu destekliyor?
3. Her döngüde HART yük direnci nerede ve değeri nedir? Giriş kartının veya besleme ünitesinin içinde mi?
4. Her transmiterin asgari çalışma gerilimi nedir ve hangi alarm akımına ayarlı?
5. Panodaki izolatörler ve bariyerler HART uyumlu mu, HART'ı iki yönde de aktarıyor mu?
6. El terminali nereye bağlanmalı? Lütfen noktaları loop şemasında işaretleyin.
7. Hangi DD, DTM veya FDI dosyaları gerekli ve nereden indirebiliriz?
8. Multidrop bağlanmış veya sabit akıma ayarlanmış cihaz var mı?
9. Bu cihazların kılavuzlarının ve loop şemalarının İngilizce sürümlerini sağlayabilir misiniz?

Tedarikçilerle yazışma çoğunlukla İngilizce yürütüldüğü için örnek metin İngilizcedir. Genel bir "HART çalışmıyor" ifadesinden çok, bu tarz kısa bir soru genellikle daha net cevap getirir:

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.

Bu Rehberin Sınırları

• Bu rehber 4–20 mA döngülerindeki kablolu HART'ı kapsar. WirelessHART ve HART-IP farklı fiziksel katmanlar kullanır.
• Şekil 4'teki gerilim bütçesi varsayılan değerler kullanır. Besleme ünitesinin, kablonun ve döngüdeki her cihazın gerçek spesifikasyonlarını kullanın.
• Yük gereksinimleri, alarm akımları, adres aralıkları ve desteklenen özellikler cihaza, revizyona ve host'a göre değişir. Buradaki genel değerlerden önce cihaz kılavuzu esas alınır.
• Kendinden emniyetli döngülerin bariyerler ve bağlı ekipman için kendi kuralları vardır. Tehlikeli bölgede el terminali bağlanıp bağlanamayacağını bu rehber değil, tesisin onayları, risk değerlendirmesi (6331 sayılı İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu kapsamında) ve prosedürleri belirler.
• Çalışan bir tesiste ayar değişikliği, tesisin kendi prosedürlerine tabidir.
• Bu yazıda HART'ın TSE standartlarıyla eşleşmesi doğrulanmamıştır. HART'ı FieldComm Group spesifikasyonu olarak ele aldık; standart uyumluluğu gerekiyorsa tedarikçiden belge isteyin.

SSS

HART Özel Kablo Gerektirir mi?

Hayır. HART, mevcut iki telli enstrüman döngülerinde çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Yine de kablolama, yük ve aradaki cihazların haberleşme gereksinimlerini karşılaması gerekir; bu yüzden yalnızca kablo tipine değil, akım döngüsünün tamamına bakın.

4–20 mA Sinyal Sorunsuzsa HART Çalışır mı?

Mutlaka değil. Bir izolatör veya başka bir cihaz AC haberleşme sinyalini engellerken DC değer doğru ulaşabilir. Cihazın ve host'un HART'ı desteklediğini, yük ve gerilimin gereksinimler içinde olduğunu ve aradaki her cihazın HART'ı iki yönde de aktardığını kontrol edin.

Her Zaman 250 Ω'luk Bir Direnç Eklemem Gerekir mi?

Hayır. Bazı alıcı girişler ve besleme üniteleri gereken yükü zaten içerir. Mevcut yükü loop şemasında bulun; ardından gerilim payınızı kaybetmeden cihazın haberleşme gereksinimini karşılamak için fazladan yük gerekip gerekmediğine karar verin.

HART Değeri Neden DCS Ekranından Farklı?

HART dijital değeri ile ölçeklenmiş 4–20 mA ekranı farklı yollardan geçer. Değişkeni, birimleri, aralığı ve alıcı ölçeklemesini karşılaştırın; değerin hangi adımda değiştiğini adım adım kontrol edin.

1200 Hz ile 1200 bit/s Aynı Şey mi?

Hayır. Hz dalganın frekansı, bit/s ise bilginin gönderilme hızıdır. Kablolu HART, 1 ve 0'ı göstermek için 1200 Hz ve 2200 Hz kullanır; veri hızı ise 1200 bit/s'dir.

Kaynaklar

• HART temelleri ve IIoT: Endress+Hauser, "The essentials of HART communication and the IIoT"
• FSK frekansları, veri hızı, ±0,5 mA sinyal, 230–1100 Ω döngü yükü, iki master, multidrop adresleri 1–15: SAMSON, "HART Communications" (Technical Information L452 EN)
• HART revizyonları ve polling adres aralıkları: Wikipedia, "Highway Addressable Remote Transducer Protocol"; Endress+Hauser, BA00486C kullanım kılavuzu
• HART'a genel bakış: Yokogawa, "What is HART communication?" (Japonca)
• HART destekli G/Ç modülü giriş direnci: Yokogawa, GS 33K50F80-50E, I/O Modules with Built-in Barrier (for FIO)
• HART prensipleri: Emerson, FIELDVUE DVC6200 kullanım kılavuzu
• HART konfigürasyon aracının bağlanması: Yokogawa, digitalYEWFLO kullanım kılavuzu (Japonca)
• HART uyumlu izolatör (çift yönlü aktarma, 250 Ω ±%10, izin verilen yük formülü): MG Co., Ltd., M2DYHR ürün spesifikasyonları (Japonca)
• BRAIN ve HART el terminalleri: Yokogawa, Device Smart Communicators; Yokogawa, DPharp EJA Series HART protocol manual (IM 01C22T01-01EN)
• Cihaz tanım dosyaları: FieldComm Group, "HART EDD/FDI Registration"; Yokogawa, FieldMate ve DD/DTM SSS (Japonca)
• HART'ın kökeni ve açık standart: Emerson, Rosemount basınç inovasyonları tarihi
• Çoklu sensör girişleri ve ana değişken: Emerson, Rosemount 3144P referans kılavuzu