Módulo HART Módulo Modbus a HART

Características del módulo Modbus a HART

Compatible con el protocolo Modbus RTU estándar.

Proporcionar capacidad de comunicación HART al dispositivo Modbus.

Compatible con dispositivos portátiles 375/475

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

Compatibilidad con el protocolo HART 5/6/7

Admite 6 variables de dispositivo y 4 variables dinámicas.

Lógica de conversión de módulos Modbus a HART

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

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

Diagrama lógico de mapeo de datos

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

Microcyber ofrece software de configuración para PC para la configuración mencionada. También proporciona archivos DD del módulo HART, necesarios para la estación maestra HART (PC, comunicador) con capacidad de análisis de archivos DD. El módulo HART se configura mediante 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 la asignación de variables del dispositivo a variables dinámicas HART.

Tras la configuración anterior, el dispositivo maestro HART puede acceder a las variables dinámicas del módulo HART mediante comandos HART y realizar la transmisión digital de datos desde el registro de datos MODBUS (como los valores de flujo instantáneos del caudalímetro de memoria) al maestro HART.

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

Microcyber ofrece software de configuración para PC para la configuración mencionada. También proporciona archivos DD del módulo HART, necesarios para la estación maestra HART (PC, comunicador) con capacidad de análisis de archivos DD. El módulo HART se configura mediante 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 la asignación de variables del dispositivo a variables dinámicas HART.

Tras la configuración anterior, el dispositivo maestro HART puede acceder a las variables dinámicas del módulo HART mediante comandos HART y realizar la transmisión digital de datos desde el registro de datos MODBUS (como los valores de flujo instantáneos del caudalímetro de memoria) al maestro HART.

Módulo Modbus a HART. Salida de corriente analógica.

En el módulo HART, el valor de medición de la variable primaria (PV) se transmite mediante una 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 una corriente de 12 000 mA.

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

Si el valor de la variable primaria excede sus límites superior e inferior, el módulo HART emite una corriente fija, lo que indica que la variable primaria excede el rango, y este valor se denomina corriente de salida de saturación. 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 dispone de otro grupo de corrientes fijas para la alarma de fallos, que se puede seleccionar mediante un interruptor DIP para alarma de corriente alta o baja. Si se selecciona la alarma de corriente alta, al detectarse un fallo, el módulo HART emite 21.750 mA. Si se selecciona la alarma de corriente baja, al detectarse un fallo, 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 actual de salida saturada

Se supera el límite inferior: 3,800 mA

Se supera el límite superior: 20.800 mA

Modo de alarma de fallo (alternativo): Valor de la corriente de salida de la 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", independientemente del valor de la variable primaria, el canal analógico del módulo HART emite una corriente fija de 4000 mA. 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 ubica entre el bus HART y el dispositivo MODBUS. Se conecta a la placa de control principal (en adelante, la placa de usuario) del dispositivo de campo mediante el conector en la parte posterior. Se conecta al bus HART externo y al dispositivo de campo interno (ver imagen a continuación). 

Diagrama de cableado para configurar el módulo HART

Por ejemplo, tomando la PC como dispositivo maestro, conecte 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 V CC) 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 una interfaz USB (o RS-232), y el otro extremo del módem HART (de Microcyber) tiene pinzas de cocodrilo no polares sujetas a ambos lados de la resistencia correspondiente. Use 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 pueden conectarse a otras redes HART como un dispositivo HART.

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

Interfaz de usuario de hardware

El módulo HART utiliza un conector IDC16 de 2,54 mm y 2x8 pines (JP3) para conectarse a la placa de usuario. La definición de los números de pin se muestra en la imagen y la explicación de la función de cada pin se encuentra en la tabla. Si el bus HART pasa por la placa de usuario, puede conectarse al módulo HART mediante dos pines del conector.

Modbus a módulo HARTParámetros e

Parámetros básicos

Objeto de medición: Dispositivo esclavo Modbus RTU

Fuente de alimentación: (6～42) V CC

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

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

(230～1100) Ω(Comunicación HART)

Tensión de aislamiento: Interfaz de bus Modbus y HART, 500 VCA

Rango de temperatura: (-40～85) ℃

Rango de humedad: (5～95) %HR

Hora de inicio: ≤5s

Tiempo de actualización: 0,2 s

Ajuste de amortiguación: Constante de tiempo 0～32s

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

Módulo Modbus a HART Dimensión

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

Dimensiones frontales del módulo HART

En la parte posterior se utiliza un conector estándar IDC16 (2x8) con una separación de 2,54 mm para enchufarlo a la placa de usuario; el módulo HART tiene otros 3 orificios fijos de 3,0 mm de diámetro, 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 presentarnos la herramienta de configuración?

A: Como ya se mencionó, Microcyber puede proporcionar software de configuración para PC para la configuración del módulo HART. Para obtener más información, póngase en contacto con nosotros.

P: ¿Puedo obtener un manual electrónico gratuito?

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

P: ¿Pueden ofrecer servicio OEM?

R: Sí, podemos, por ejemplo, para la placa de comunicación, también podemos proporcionar un kit de herramientas para el desarrollo de buses de campo.