Módulo HART Módulo Modbus a HART

Características del módulo Modbus a HART

Compatible con el protocolo estándar Modbus RTU

Proporcionar capacidad de comunicación HART al dispositivo Mod bus

Compatible con dispositivos portátiles 375/475

La interfaz eléctrica conectada con el dispositivo Modbus admite nivel TTL, RS485 y RS232

Admite el protocolo HART 5/6/7

Admite 6 variables de dispositivo y 4 variables dinámicas

Lógica de conversión de módulo Modbus a HART

El módulo HART puede convertir un instrumento de flujo/nivel MODBUS en un instrumento de flujo/nivel HART.

El módulo HART (M0310) es un módulo de conversión integrado que convierte un dispositivo de entrada MODBUS en un dispositivo de salida de corriente HART. El módulo HART está integrado en el dispositivo de entrada MODBUS (instrumentos de medición, como caudal, nivel, etc.) y, a continuación, el protocolo de capa de aplicación MODBUS se ejecuta mediante una señal de nivel TTL. El módulo HART, como maestro MODBUS y esclavo HART, convierte los registros de datos (como el registro de entrada y el registro de retención) del dispositivo MODBUS en todas las variables dinámicas de los comandos HART. Por ejemplo, el registro de retención de un caudalímetro con dirección 30000 (rango 1-65536) contiene un valor de caudal instantáneo. A continuación, podemos configurar el registro de retención en la variable de dispositivo 0 (rango 0-5) del módulo HART y designar el dispositivo 0 como variable primaria (o variable secundaria, terciaria o cuaternaria). La lógica de conversión se muestra en la siguiente figura.

Diagrama lógico de mapeo de datos

El módulo HART, como producto universal, se enfrentará a diferentes características de interfaz de varios dispositivos MODBUS (dirección de esclavo, velocidad en baudios, paridad, etc.), modo de almacenamiento de datos (dirección de registro de datos, tipo de datos, secuencia de bytes, etc.) y requisitos de los usuarios finales para la asignación dinámica de variables HART (mapeo de registro de datos a variable de dispositivo, mapeo de variable de dispositivo a variable dinámica). Todo lo anterior puede ser configurado nuevamente por el fabricante del dispositivo.

Microcyber puede proporcionar software de configuración de PC para la configuración anterior. También proporciona archivos DD del módulo HART, que son para la estación maestra HART (PC, comunicador) que posee capacidad de análisis de archivos DD. El módulo HART se configura a través de la comunicación HART desde la estación maestra HART, para confirmar las características de la interfaz entre el módulo HART y el dispositivo MODBUS, el modo de almacenamiento de datos y el mapeo de la variable del dispositivo a la variable dinámica HART.

Después de la configuración anterior, el dispositivo maestro HART puede acceder a la variable dinámica del módulo HART con comandos HART y realizar la transmisión digital de datos desde el registro de datos MODBUS (como los valores de flujo instantáneos del medidor de flujo de memoria) al maestro HART.

El módulo HART, como producto universal, se enfrentará a diferentes características de interfaz de varios dispositivos MODBUS (dirección de esclavo, velocidad en baudios, paridad, etc.), modo de almacenamiento de datos (dirección de registro de datos, tipo de datos, secuencia de bytes, etc.) y requisitos de los usuarios finales para la asignación dinámica de variables HART (mapeo de registro de datos a variable de dispositivo, mapeo de variable de dispositivo a variable dinámica). Todo lo anterior puede ser configurado nuevamente por el fabricante del dispositivo.

Microcyber puede proporcionar software de configuración de PC para la configuración anterior. También proporciona archivos DD del módulo HART, que son para la estación maestra HART (PC, comunicador) que posee capacidad de análisis de archivos DD. El módulo HART se configura a través de la comunicación HART desde la estación maestra HART, para confirmar las características de la interfaz entre el módulo HART y el dispositivo MODBUS, el modo de almacenamiento de datos y el mapeo de la variable del dispositivo a la variable dinámica HART.

Después de la configuración anterior, el dispositivo maestro HART puede acceder a la variable dinámica del módulo HART con comandos HART y realizar la transmisión digital de datos desde el registro de datos MODBUS (como los valores de flujo instantáneos del medidor de flujo de memoria) al maestro HART.

Módulo Modbus a HARTSalida de corriente analógica

En el módulo HART, el valor de medición de la variable primaria (PV) se transmite mediante un valor de salida de corriente analógica de 4-20 mA. Por ejemplo, el caudal instantáneo del caudalímetro se denomina variable primaria HART. Cuando el valor del caudal instantáneo alcanza la mitad del rango de medición, el módulo HART emite 12 000 mA.

El módulo HART en ejecución compara continuamente el valor de la variable principal con el límite superior e inferior de su rango. Si el valor de la variable principal alcanza su límite superior, el módulo HART emite una corriente analógica de 20.000 mA. Si el valor de la variable principal llega a cero, el módulo HART emite una corriente analógica de 4.000 mA.

Si el valor de la variable primaria excede su límite superior e inferior, el módulo HART emite una corriente fija, lo que indica que la variable primaria excede el rango, y el valor de la corriente se denomina corriente de salida saturada. Si el valor de la variable primaria es mayor que el límite superior, el módulo HART emite una corriente fija de 20,800 mA; si es menor que el límite inferior, el módulo HART emite una corriente fija de 3,800 mA.

El módulo HART tiene otro grupo de corriente fija que se utiliza para la alarma de falla, que se puede seleccionar mediante un interruptor DIP en el módulo HART para alarma de corriente alta o baja. Si se selecciona la alarma de corriente alta, cuando se encuentra una falla, el módulo HART emite 21,750 mA. Si se selecciona la alarma de corriente baja, cuando se encuentra una falla, el módulo HART emite 3,750 mA.

Dos grupos de corriente de salida fija del módulo HART

Dirección transfinita de la variable primaria (no opcional): valor de corriente de salida saturada

Exceder el límite inferior: 3.800 mA

Exceder el límite superior: 20,800 mA

Modo de alarma de falla (alternativa): Valor de corriente de salida de alarma

Alarma de baja corriente: 3,750 mA

Alarma de alta corriente: 21,750 mA

Cuando la dirección de sondeo del módulo HART no está configurada como "0", sin importar cuál sea el valor de la variable primaria, el canal analógico del módulo HART emite una corriente analógica fija de 4.000 mA. Solo si la dirección de sondeo está configurada como "0", el módulo HART emite una corriente analógica de 4-20 mA correspondiente a la variable primaria.

Configurar interfaz

El módulo HART se encuentra entre el bus HART y el dispositivo MODBUS. Conecta la placa de control principal (en adelante denominada “placa de usuario”) del dispositivo de campo a través del conector en la parte posterior. Conecta el bus HART en el exterior y el dispositivo de campo en el interior (consulte la siguiente imagen). 

Diagrama de cableado para configurar el módulo HART

Por ejemplo, si se toma la PC como dispositivo maestro, se conecta el dispositivo de campo (sistema de cuatro cables) a través del bus HART. El bus HART, que se compone de una fuente de alimentación de CC (POWER1: 9-36 VCC) y una resistencia en serie (250 Ω), se conecta al módulo HART; y el dispositivo de campo se alimenta mediante otros dos cables. La PC se conecta al módem HART a través de la interfaz USB (o RS-232), y el otro lado del módem HART (de Microcyber) son pinzas de cocodrilo no polares sujetadas en ambos lados de la resistencia coincidente. Utilice el software de configuración de Microcyber para configurar el módulo HART. Después de la configuración, el módulo HART y el dispositivo de campo se convierten en un todo y se pueden conectar a otra red HART como dispositivo HART.

Cuando se requiere que el comunicador que tiene capacidad de análisis DD complete la configuración, simplemente sustituya la PC y el módem HART en la Figura 1.2 anterior con el comunicador.

Interfaz de usuario de hardware

El módulo HART utiliza un conector IDC16 de 2,54 mm con un espacio entre pines, 2x8 (JP3) para conectar la placa de usuario. La definición del número de pin se encuentra en la imagen. La explicación de la función del pin se encuentra en la tabla. Si el bus HART pasa por la placa de usuario, puede introducirse en el módulo HART a través de dos pines en el conector.

Lista de definiciones de pines del zócalo del módulo HART

Módulo Modbus a HARTy Parámetros

Parámetros básicos

Objeto de medición: Dispositivo esclavo Modbus RTU

Fuente de alimentación: (6～42) VCC

Protocolo de bus: 2 cables, (4～20) mA+HART

Resistencia de carga: (0～1500) Ω (normal)

(230～1100) Ω(comunicación HART)

Voltaje de aislamiento: Interfaz de bus HART y Modbus, 500 V CA

Rango de temperatura: (-40～85) ℃

Rango de humedad: (5～95) %RH

Hora de inicio: ≤5s

Tiempo de actualización: 0,2 s

Ajuste de humedad: constante de tiempo 0～32 s

Precisión de la corriente de salida: el error máximo es ≤50 μA

Módulo Modbus a HART Dimensión

La profundidad de la placa de circuito impreso del módulo HART es de 1,6 mm y es rectangular. En la parte frontal (que se muestra en la Figura 1-4), el componente más alto está a 5 mm de la superficie de la placa; en la parte posterior, el más alto está a 9 mm de la superficie de la placa. Los demás son componentes de montaje superficial, de menos de 4 mm. La longitud, el ancho, la ubicación del orificio fijo, etc. del módulo HART se muestran en la figura siguiente.

Dimensiones frontales del módulo HART

Se utiliza un zócalo estándar IDC16 (2x8) con espaciado de 2,54 mm en la parte posterior para enchufarlo a la placa de usuario; el módulo HART tiene otros 3 orificios fijos de diámetro 3,0 mm, que se utilizan para fijar el módulo HART a la placa de usuario.

¿Cómo elegir el módulo Modbus a HART M0310?

Preguntas frecuentes

P: ¿Puede presentarme la herramienta de configuración?

R: Como se mencionó anteriormente, Microcyber puede proporcionar software de configuración de PC para la configuración del módulo HART. Para obtener más información al respecto, comuníquese con nosotros.

P: ¿Puedo obtener un manual electrónico gratuito?

R: Sí, si lo desea, póngase en contacto con nosotros.

P: ¿Pueden proporcionar servicio OEM?

R: Sí, podemos, como la placa de comunicación, también podemos proporcionar un kit de herramientas de desarrollo de bus de campo.

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