HART現(xiàn)場總線 - 泓格HART系統(tǒng)整合解決方案
HART現(xiàn)場總線 - 泓格HART系統(tǒng)整合解決方案
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HART協(xié)議 (全名Highway Addressable Remote Transducer, 高速可尋址遠(yuǎn)程傳感器)，用于現(xiàn)場智慧儀表和控制端間的一種全球標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，該協(xié)議目前向所有用戶免費開放，注冊商標(biāo)和版權(quán)為HART通訊基金會(HCF)所有。HART協(xié)議采用基于Bell202標(biāo)準(zhǔn)的FSK頻移鍵控信號，在4mA~20mA信號上迭加幅度為0.5mA的數(shù)字信號來進(jìn)行雙向數(shù)字通訊，通訊傳輸鮑率為1200 bps，數(shù)字信號用兩個頻率表示：1200Hz 代表邏輯’1’，2200Hz 代表邏輯’0’，如下圖所示，是同時具有模擬量和數(shù)字量兩種信號的傳輸功能，因此用戶可獲得更多現(xiàn)場儀表信息 (如:組態(tài)、診斷、校準(zhǔn)和維護(hù)等各種信息)，在經(jīng)過近20年的發(fā)展，HART協(xié)議技術(shù)在國外已經(jīng)十分成熟，并已成為全球智能儀表的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，目前已實際應(yīng)用在各種大型工控環(huán)境，如:匈牙利的多瑙河煉油廠、美國大型的熱電聯(lián)產(chǎn)廠、日本鹿島的三菱化學(xué)、委內(nèi)瑞拉的大型油田、阿普爾頓造紙廠等。
泓格科技在HART總線領(lǐng)域上已深耕多年，目前已開發(fā)多種HART相關(guān)功能產(chǎn)品，包含各種轉(zhuǎn)換器/網(wǎng)關(guān)/IO模塊等，因此，通過選擇適當(dāng)?shù)你?/span>HART總線產(chǎn)品，用戶可輕松管理、整合HART總線設(shè)備間的數(shù)據(jù)交換及傳遞。
(1) HART信號轉(zhuǎn)換器(Converter):
能在多種信號傳輸接口(如: COM、USB、Ethernet)之間，擔(dān)任HART實體總線的溝通連接角色，是建立復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時的重要基礎(chǔ)單元，此外，泓格也提供HART轉(zhuǎn)光纖轉(zhuǎn)換器，可通過光纖延長HART通訊距離，及HART轉(zhuǎn)模擬量信號轉(zhuǎn)換器，將HART數(shù)字量信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成模擬電流輸出，并同時具備HART通訊監(jiān)視功能，在緊急狀態(tài) 發(fā)生時，自動觸發(fā)模塊內(nèi)建繼電器來啟動或關(guān)閉設(shè)備運作，降低災(zāi)害發(fā)生。
(2) HART協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)(網(wǎng)關(guān)):
可快速整合HART設(shè)備至不同通訊協(xié)議(如: Modbus、PROFIBUS)的控制網(wǎng)絡(luò)。
(3) HART I/O模塊:
可用來同時存取HART設(shè)備的模擬量及數(shù)字量信息，輕易完成HART總線控制系統(tǒng)。
泓格HART轉(zhuǎn)換器系列產(chǎn)品：
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模塊名稱 |
I-7547
(以太網(wǎng)轉(zhuǎn)HART) |
I-7567
(USB 轉(zhuǎn) HART) |
I-7570
(串行轉(zhuǎn)HART) |
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控制端通訊接口 |
以太網(wǎng) |
USB |
RS-232,RS-422,RS-485 |
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HART通道數(shù)量 |
4 |
1 |
1 |
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信號隔離 |
500 Vrms |
2500 Vrms |
2500 Vrms |
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DC/DC隔離 |
3000 VDC |
3000 VDC |
3000 VDC |
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控制端通訊協(xié)議 |
HART |
HART |
HART |
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支持驅(qū)動 |
無(支持 VxComm) |
Win2K/XP，Win7(32/64bit) |
無 |
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電源供應(yīng)方式 |
10 ~ 30 VDC |
USB |
10 ~ 30 VDC |
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250Ω回路電阻 |
跳線可調(diào)整 |
跳線可調(diào)整 |
跳線可調(diào)整 |
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免費軟件工具 |
HC_Tool |
HC_Tool |
HC_Tool |
泓格HART轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品應(yīng)用：
(1)免費軟件工具 : (HC_Tool)
通過泓格所提供的HART轉(zhuǎn)換器免費軟件工具(HC_Tool)，用戶可執(zhí)行掃描功能，來得知目前HART網(wǎng)絡(luò)上的HART儀表數(shù)量，并能針對每個HART儀表進(jìn)行信息存取及參數(shù)設(shè)定，來達(dá)成HART設(shè)備快速檢修/維護(hù)的目的，也支持HART封包記錄及解析功能。
(2)整合HART OPC Server :
HART基金會(簡稱HCF)，其網(wǎng)站提供HART OPC Server (30天試用版)，通過HART OPC Server，使用者可輕易地將HART設(shè)備信息，與應(yīng)用程序作整合，如圖控軟件(InduSoft)。
(3)支持FDT (Field Device Tool) 軟件工具 :
FDT (Field Device Tool, 現(xiàn)場設(shè)備工具) 是一個將控制系統(tǒng)端及現(xiàn)場設(shè)備端間的通訊及組態(tài)數(shù)據(jù)交換接口標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)規(guī)范，目前ABB、E+H、Siemens和YOKOGAWA等近百家廠商都提供支持FDT技術(shù)的設(shè)備產(chǎn)品，因此FDT所支持的設(shè)備支持互操作性功能，讓任何設(shè)備，不論它的供貨商，設(shè)備類型和通信協(xié)議，都能通過標(biāo)準(zhǔn)化FDT技術(shù)來進(jìn)行組態(tài)，操作和維護(hù)，而泓格所提供的HART轉(zhuǎn)換器(包含I-7547 / I-7567 / I-7570)均支持FDT軟件工具，因此用戶可輕松地快速構(gòu)建HART實時的監(jiān)控及組態(tài)系統(tǒng)。
泓格HART 網(wǎng)關(guān)系列產(chǎn)品：
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模塊名稱 |
HRT-710
(Modbus/HART 網(wǎng)關(guān)) |
HRT-711
(MBTCP/HART 網(wǎng)關(guān)) |
GW-7557
(PROFIBUS/HART 網(wǎng)關(guān)) |
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控制端通訊接口 |
RS-232,RS-422,RS-485 |
以太網(wǎng) |
RS-232 |
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HART通道數(shù)量 |
1 |
1 |
4 |
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信號隔離 |
2500 Vrms |
2500 Vrms |
2500 Vrms |
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DC/DC隔離 |
3000 VDC |
3000 VDC |
3000 VDC |
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控制端通訊協(xié)議 |
MB/RTU
MB/ASCII |
MB/TCP |
DP-V0 |
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支持驅(qū)動 |
無 |
無 |
無 |
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電源供應(yīng)方式 |
10 ~ 30 VDC |
10 ~ 30 VDC |
10 ~ 30 VDC |
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250Ω回路電阻 |
跳線可調(diào)整 |
跳線可調(diào)整 |
跳線可調(diào)整 |
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免費軟件工具 |
HG_Tool |
HG_Tool |
PH_Tool |
泓格HART網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品應(yīng)用：
(1)免費軟件工具 : (HG_Tool / PH_Tool)
通過泓格所提供的HART網(wǎng)關(guān)免費軟件工具，用戶可快速地將HART儀表信息，自動對應(yīng)至Modbus地址，并將配置文件存盤，加載至其它網(wǎng)關(guān)模塊，快速完成配置，同時也提供HART通訊狀態(tài)故障檢測功能，確保整體HART網(wǎng)絡(luò)通訊正常，簡易操作三步驟完成HART信息整合。
(1) 加入HART設(shè)備至HART網(wǎng)關(guān)模塊 (如: HRT-710)。
(2) 確定HRT-710模塊已正確讀取到HART設(shè)備數(shù)據(jù)。
(3) 由Modbus通訊讀取HART設(shè)備CMD 3數(shù)據(jù)。
(2)廢水處理應(yīng)用案例 : (采用E+H之HART流量計)
[1] 原始系統(tǒng): 由下方PC主機(jī)采用FDT軟件，進(jìn)行HART儀表信息讀取及參數(shù)設(shè)定。
[2] 擴(kuò)充功能: 加入HRT-710將原本HART信息，通過Modbus通訊整合至上方圖形監(jiān)控軟件。
(3)整合RS-232硬件接口的HART通訊設(shè)備 : (MCU900)
需求: 此MCU900的HART設(shè)備，硬件接口為RS-232，而軟件通訊協(xié)議為HART協(xié)議，使用者想通過Modbus來整合設(shè)備信息至SCADA系統(tǒng)。
解法: 采用以下硬件架構(gòu)，即可達(dá)成。
[1] 先使用I-7570將MCU900設(shè)備的RS-232接口轉(zhuǎn)成HART接口。
[2] 再使用HRT-710或HRT-711將HART通訊協(xié)議，轉(zhuǎn)成MB/RTU或MB/TCP通訊協(xié)議。
[3] SCADA端即可通過Modbus通訊，來整合MCU900設(shè)備數(shù)據(jù)至SCADA監(jiān)控系統(tǒng)。
泓格 HART I/O 系列產(chǎn)品：
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模塊名稱 |
I-87H17W
(HART AI) |
I-87H24W
(HART AO) |
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控制端通訊接口 |
RS-485 |
RS-485 |
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HART通道數(shù)量 |
8 |
4 |
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信號隔離 |
2500 Vrms |
2500 Vrms |
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DC/DC隔離 |
3000 VDC |
3000 VDC |
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控制端通訊協(xié)議 |
DCON |
DCON |
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支持驅(qū)動 |
無 |
無 |
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電源供應(yīng)方式 |
10 ~ 30 VDC |
10 ~ 30 VDC |
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250Ω回路電阻 |
內(nèi)建 |
內(nèi)建 |
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免費軟件工具 |
API / Demo |
API / Demo |
泓格HART I/O 產(chǎn)品應(yīng)用：
(1)瓦斯天然氣管線壓力檢測系統(tǒng):
一般瓦斯天然氣輸送至用戶過程中，須經(jīng)由長途輸氣管線來運輸，而管線內(nèi)的壓力會由高壓降成中壓，再降成低壓，*后再輸送至用戶家庭，因此在如此長途的輸送過程中，若管線有所破裂而無法得知，將會造成瓦斯公司*損失，甚至更嚴(yán)重的會導(dǎo)致公安意外發(fā)生，所以嚴(yán)格控管瓦斯運輸管線的壓力即為瓦斯公司*重要的任務(wù)，該公司使用HART總線壓力計來達(dá)成穩(wěn)定測量及設(shè)備易維護(hù)的方式來實現(xiàn)，并采用泓格XPAC-8000控制器搭配I-87H17W的8通道HART AI模塊來快速采集多臺HART壓力計信息，并通過網(wǎng)絡(luò)方式回傳至控制中心，來達(dá)到所有輸送管線壓力集中監(jiān)控的目的。
泓格HART總線產(chǎn)品整體應(yīng)用架構(gòu)：
由下列圖表，用戶可了解HART總線的應(yīng)用架構(gòu)，并清楚泓格HART模塊在HART通訊網(wǎng)絡(luò)中所扮演的角色。
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