آموزش ارتباط HART قسمت ۲

آموزش ارتباط HART قسمت ۲ :

آدرس کردن هارت

آدرس دهی HART دو نوع است: آدرس نظرسنجی و شناسه یکتا.

نظرسنجی تک بایت است و به عنوان «آدرس کوتاه» نیز شناخته می شود.

شناسه منحصر به فرد ۵ بایت است و همچنین “آدرس طولانی” نامیده می شود.

قالب های فیلد آدرس برای فریم های کوتاه و بلند در شکل نشان داده شده است.

یک بیت از آدرس کوتاه، دو استاد را از هم متمایز می کند، در حالی که یک بیت دیگر نشان دهنده تلگرام حالت انفجاری است. چهار بیت باقی‌مانده دستگاه‌های میدانی (از ۰ تا ۱۵) را متمایز می‌کند – ۰ برای حالت تک واحدی و ۱-۱۵ مربوط به حالت چند قطره است. قالب آدرس نظرسنجی با دستگاه های قدیمی HART که از قالب آدرس طولانی پشتیبانی نمی کنند استفاده می شود

شناسه منحصر به فرد ۵ بایتی یک آدرس سخت افزاری است که از کد سازنده ۱ بایتی، کد نوع دستگاه ۱ بایتی و یک عدد ترتیبی ۳ بایتی تشکیل شده است. این شناسه ۵ بایتی برای هر دستگاه منحصر به فرد است. HCF کد سازنده را مدیریت می کند، که امکان تکرار آدرس هر دو دستگاه HART را از بین می برد. Master از این آدرس طولانی منحصر به فرد برای برقراری ارتباط با بردگان استفاده می کند.

کلاس

در حالت تک، نظرسنجی اصلی آدرس ۰ را برای دریافت شناسه برده منحصر به فرد نشان می دهد. در حالت چند قطره، استاد تمام آدرس های نظرسنجی ۰ تا ۱۵ را برای بررسی حضور دستگاه بررسی می کند. سپس استاد فهرستی از دستگاه های زنده موجود در شبکه را ارائه می دهد. کاربر می تواند به طور متناوب برچسب دستگاه مورد نظر را وارد کند و Master همان را پخش می کند.

برد با شناسه و تگ منحصربه‌فرد در برابر این درخواست از master پاسخ می‌دهد. آدرس نظرسنجی، همراه با شناسه منحصربه‌فرد، نشان می‌دهد که آیا پیام مبادله شده از یک Master اصلی یا ثانویه است و آیا Slave در حالت انفجاری است یا خیر.

داوری

داوری، انتقال صحیح پیام را بین دستگاه های master و slave تضمین می کند. می تواند حالت master-slave یا burst وجود داشته باشد. در حالت اول، این master است که با درخواست دستگاه Slave، انتقال پیام را آغاز می کند. دستگاه Slave به نوبه خود فقط به درخواست master پاسخ می دهد. یک برده در حالت عملکرد master-slave هرگز نمی تواند ارتباط را آغاز کند.

دو استاد اصلی در شبکه می توانند وجود داشته باشند—یک اصلی اصلی و یک استاد ثانویه—که معمولاً ممکن است یک پایانه دستی باشند. داوری بین دو استاد بر اساس زمان بندی است.

حالت slave burst، مانند حالت master–slave، با دستوری از master آغاز می شود. در این حالت، پاسخ‌های حالت انفجاری توسط slave درخواستی بدون فریم‌های درخواست از master تولید می‌شوند. داده‌ها با سرعت بیشتری به‌روزرسانی می‌شوند، زیرا Slave بدون درخواست از master به ارسال ادامه می‌دهد.

یک فریم، چه از یک master یا یک برده، تنها پس از اطمینان از اینکه هیچ انتقالی در شبکه در آن نقطه از زمان انجام نمی شود، منتقل می شود. این مسئولیت تایمر است که اجازه دسترسی به شبکه را به Masters اصلی، Masters ثانویه، Slave یا Slave در حالت انفجاری بدهد. هر دو استاد در دسترسی به اتوبوس اولویت یکسانی دارند. در صورتی که هر دو استاد مجبور باشند به طور مکرر به اتوبوس دسترسی داشته باشند، این کار را به طور متناوب انجام می دهند. بردهای حالت Burst بیشتر از Masters برای ارسال منتظر می مانند، و به Masters اجازه می دهد که چنین Slave هایی را کنترل کنند – یا ادامه یا لغو حالت انفجار.

حالت های ارتباطی

ارتباطات با استفاده از پروتکل HART می‌توانند حالت master–slave یا burst باشند. در حالت قبلی، ارتباط توسط استاد آغاز می شود. یک حلقه ارتباطی HART ممکن است دو اصل داشته باشد: اولیه و ثانویه. Master معمولا یک میزبان سیستم است – ممکن است یک سیستم کنترل توزیع شده، یک PLC یا یک کامپیوتر شخصی باشد. اصلی ثانویه می تواند یک ابزار پیکربندی دستی (یعنی یک پایانه دستی) باشد که برای پیکربندی های گاه به گاه پارامترهای مختلف فرآیند استفاده می شود.

یک برده ممکن است یک فرستنده یا یک موقعیت دهنده سوپاپ باشد. پیکربندی حالت پشت سر هم اطلاعات خاصی را به طور مداوم به استاد ارائه می دهد تا زمانی که به آن دستور توقف داده شود. این یک ارتباط سریعتر (حدود سه تا چهار به روز رسانی داده در هر ثانیه) را نسبت به حالت master-slave فراهم می کند و در پیکربندی تک slave استفاده می شود.

شبکه های HART

شبکه های HART می توانند در دو پیکربندی کار کنند: حالت نقطه به نقطه و حالت چند قطره. در شبکه نقطه به نقطه، سیگنال جریان سنتی ۴-۲۰ میلی آمپر برای کنترل فرآیند استفاده می شود و تحت تأثیر سیگنال HART قرار نمی گیرد. پارامترهای پیکربندی و غیره به صورت دیجیتالی از طریق پروتکل HART منتقل می شوند. طرح نقطه به نقطه در شکل زیر نشان داده شده است. سیگنال دیجیتال HART برای اهداف راه اندازی، تعمیر و نگهداری و تشخیص استفاده می شود.

شبکه های ارتباطی چند قطره ای HART زمانی استفاده می شوند که فاصله بین دستگاه ها زیاد باشد. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، تنها دو سیم برای ارتباط با Master مورد نیاز است. در صورت نیاز، موانع ایمنی ذاتی و منبع تغذیه کمکی برای حداکثر ۱۵ دستگاه را می توان در این حالت گنجاند. همه آدرس‌های نظرسنجی دستگاه‌ها روی بیش از صفر تنظیم شده‌اند و جریان دستگاه به مقدار معمولی ۴ میلی آمپر محدود شده است.

کلاس

شبکه های چند قطره به دو دستگاه سیمی اجازه می دهند که به صورت موازی متصل شوند. زمان خواندن اطلاعات از یک متغیر معمولاً ۵۰۰ میلی‌ثانیه و با ۱۵ دستگاه متصل به شبکه است. تقریباً ۷٫۵ ثانیه برای گذراندن کامل چرخه شبکه یک بار لازم است.

CALIBRATION DEVICE HART FIELD

دستگاه‌های HART به کالیبراسیون گاه به گاه نیاز دارند تا اطمینان حاصل شود که خروجی مبدل، از طریق بلوک‌های پردازشی مختلف، ارزش فرآیند واقعی را نشان می‌دهد. هر دستگاه میدان HART دارای یک بلوک مبدل، یک بلوک محدوده، و یک بلوک اکتساب داده (DAQ) برای چنین کالیبراسیون است.

کالیبراسیون چنین تجهیزات میدانی شامل کالیبراسیون مقدار فرآیند دیجیتال، مقیاس بندی مناسب آن، تبدیل به محدوده دلخواه و در نهایت ارسال مقدار فعلی ۴-۲۰ میلی آمپر است. خروجی فرآیند به طور متوالی به بلوک مبدل، بلوک تبدیل محدوده یا محدوده و در نهایت به بلوک DAQ می رود.

شکل زیر مراحل کالیبراسیون یک دستگاه میدانی دارای HART را نشان می‌دهد. بلوک مبدل شامل مقایسه یک مقدار مبدل شبیه سازی شده با یک مرجع قابل ردیابی داخلی است. این مقایسه تعیین می کند که آیا کالیبراسیون دستگاه فیلد مورد نیاز است یا خیر، که می تواند با استفاده از پروتکل HART انجام شود. کالیبراسیون معمولاً با ارائه مقادیر دقیق مبدل به دستگاه میدان انجام می شود – یکی نزدیک به حد پایین و دیگری نزدیک به حد بالایی. با استفاده از پروتکل HART، دستگاه فیلد در صورت نیاز تنظیمات لازم را انجام می دهد.

شکل : کالیبراسیون دستگاه های فیلد HART

بلوک محدوده به ترتیب از مقادیر محدوده پایین و بالای ۴ و ۲۰ میلی آمپر استفاده می کند تا این مقادیر مبدل را به مقادیر درصد دامنه پایین تر و بالایی تبدیل کند—مقدار اول به ۰% اشاره دارد. و دومی ۱۰۰% خروجی بلوک برد ممکن است به صورت خطی یا ریشه مربع باشد – مانند مورد PV نوع جریان.

خروجی بلوک محدوده به بلوک DAQ ارسال می شود، که سپس مقادیر محدوده درصد را به سیگنال های جریان حلقه تبدیل می کند. کالیبراسیون حلقه جریان به طور جدی مورد نیاز نیست زیرا هیچ قسمت متحرکی در آن دخالت ندارد. کالیبراسیون در ۴ میلی آمپر مربوط به جریان صفر است و ۲۰ میلی آمپر را برش دهانه جریان می گویند.

در صورت هرگونه سوال و نظر با مجموعه پرگاران تماس حاصل فرمایید.

جهت کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.