دستگاه دروازه شبکه WirelessHART

دستگاه دروازه شبکه WirelessHART چیست؟

درگاه شبکه یک جزء بسیار مهم در یک سیستم WirelessHART است.

این تنها کانالی است که از طریق آن تمام داده های دستگاه میدانی به سیستم کنترل میزبان منتقل می شود.

از لحاظ فیزیکی، یک دروازه شبکه چیزی نیست جز یک جعبه با یک آنتن روی آن، و اتصالات درون آن برای برق و شبکه های سیمی (به عنوان مثال اترنت، EIA/TIA-485). در اینجا یک Emerson مدل ۱۴۲۰ “Smart Wireless Gateway” نشان داده شده است:

کلاس

از نظر الکتریکی، این دستگاه ها بسیار پیچیده هستند. آنها توسط ریزپردازنده کنترل می شوند و اغلب به عنوان میزبان فیزیکی برای الگوریتم مدیر شبکه عمل می کنند: هماهنگی و تنظیم ارتباطات شبکه بی سیم.

از آنجایی که WirelessHART یک استاندارد ارتباطی کاملا دیجیتالی است، تمام نقاط داده از دستگاه های میدانی به شکل دیجیتال در دروازه ذخیره می شوند و باید به صورت دیجیتالی به آنها دسترسی داشت.

در مورد دروازه بی‌سیم هوشمند امرسون، داده‌ها ممکن است توسط هر سیستم میزبانی از طریق دستورات پرس و جوی Modbus، که به صورت سریال (EIA/TIA-485، فرمت Modbus RTU) و یا در بسته‌های اترنت محصور شده‌اند (Modbus TCP) به آن‌ها دسترسی پیدا کند.

اتصالات ترمینال پیچی در دروازه امرسون برای اتصال کابل EIA/TIA-485 (RS-485) و همچنین چندین پورت اترنت RJ-45 برای اتصال به هاب یا سوئیچ که در آن رایانه ها و سیستم های دیگر مبتنی بر اترنت ممکن است وصل شوند وجود دارد. همچنین:

.

مانند بسیاری دیگر از دستگاه‌های صنعتی آماده اترنت، دروازه بی‌سیم هوشمند امرسون دارای یک وب سرور داخلی است که امکان دسترسی با رمز عبور محافظت شده به صفحات پیکربندی را با استفاده از چیزی بیش از یک شخصی شخصی فراهم می‌کند.

کامپیوتر با اتصال اترنت و یک برنامه مرورگر وب (اینترنت). به سادگی آدرس IP پورت دروازه را در قسمت URL مرورگر تایپ کنید و رایانه شخصی به دروازه متصل می شود.

نقاط داده تکی دستگاه توسط کاربر به رجیسترهای Modbus خاص در حافظه دروازه نگاشت می شوند، همانطور که در این صفحه پیکربندی نشان داده شده است:

در این اسکرین شات ما متغیرهای اولیه (PV) دو فرستنده دمای Rosemount مدل ۶۴۸ WirelessHART را می بینیم که به رجیسترهای Modbus 30001 و ۳۰۰۰۲ نگاشت شده اند.

لازم به ذکر است که تمام ابزارهای فیلد WirelessHART دستگاه های چند متغیره، و به همین ترتیب قادر به گزارش بیش از یک متغیر به دروازه هستند.

توجه: متغیرهای دستگاه در سطح دروازه شبکه توسط برچسب HART دستگاه (برچسب بلند، نه برچسب کوتاه) و نام متغیر داخلی دستگاه آدرس داده می شوند.

بنابراین، متغیر اولیه (PV) فرستنده دما TEMP2 به عنوان TEMP2.PV با استفاده از نماد نقطه (.) به عنوان کاراکتر تعیین کننده بین نام دستگاه و نام متغیر داخلی مشخص می شود.

.

اگر کسی علاقه مند بود، در این مثال می توان ولتاژ باتری را به عنوان متغیر ثانویه (SV)، متغیر سوم (TV)، یا متغیر چهارم (QV) اختصاص داد.

در داخل یک یا هر دو فرستنده دما، سپس آن نقاط داده را به رجیسترهای Modbus خود در دروازه نقشه برداری کنید تا یک سیستم میزبان بتواند به ولتاژ باتری برای ابزارهای میدانی دسترسی داشته باشد و آن را نظارت کند.

همانطور که در ارتباط سیمی-HART، ارتباط داده چند متغیره از هر فرستنده امکان پذیر است.

به دلیل سرعت بسیار پایین داده HART سیمی (۱۲۰۰ bps) این اغلب به عنوان یک دوره عمل معمولی با ابزار HART سیمی انجام نمی شود. با این حال، با سرعت داده بسیار سریعتر WirelessHART (250 کیلوبیت بر ثانیه)،

عکس بعدی بخشی از یک برنامه ساده PLC را نشان می دهد که برای پرس و جو از این دو ثبات Modbus در دروازه امرسون نوشته شده است.

PLC در این مثال یک مدل Automation Direct “CLICK” با پورت داده داخلی EIA/TIA-485 است که مستقیماً به پایانه‌های پیچ شبکه Modbus RTU دروازه متصل می‌شود.

در اینجا، دستورالعمل “Receive” در PLC یک کد تابع Modbus 04 را برای خواندن دو رجیستر ورودی آنالوگ در داخل دستگاه برده ارسال می کند، آن دستگاه برده، دروازه بی سیم هوشمند امرسون است ( آدرس Modbus 10 در این شبکه خاص EIA/TIA-485).

نتیجه این پرس و جوی Modbus در تصویر بعدی نشان داده شده است، جایی که پنجره “Data View” PLC برای نمایش دو مقدار صحیح به دست آمده از دستور Modbus 04 پیکربندی شده است.

. این مقادیر صحیح (ذخیره شده در رجیسترهای DS1 و DS2 در حافظه PLC) اتفاقاً ۶۰ و ۶۱ هستند که به ترتیب ۶۰ درجه فارنهایت و ۶۱ درجه فارنهایت را نشان می دهند.

دو فرستنده دما در زمانی که این عکس از صفحه گرفته شد، دمای محیط بیرون را اندازه گیری می کردند:

اکنون که داده های دما در رجیسترهای PLC قرار دارند، PLC ممکن است برای انجام اقداماتی روی این داده ها برنامه ریزی شود. برای مثال، PLC ممکن است طوری برنامه‌ریزی شود که وقتی دما از حدهای از پیش تعیین‌شده فراتر رفت، فن‌های خنک‌کننده را روشن کند.

بسیاری از پنل‌های نمایشگر مدرن HMI (رابط انسان و ماشین) همچنین می‌توانند به‌عنوان دستگاه‌های اصلی Modbus خدمت کنند و ممکن است مستقیماً از دروازه شبکه بخوانند و بدون نیاز به آن بنویسند.

PLC. برای سیستم‌های WirelessHART که نیازی به کنترل خودکار ندارند (یعنی فقط عملکردهای نظارت و/یا کنترل دستی) رابط یک پانل HMI با دروازه یک راه‌حل ساده و عملی است.

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

جهت کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.