وحدة HART Modbus إلى وحدة HART

ميزات وحدة Modbus إلى HART

متوافق مع بروتوكول Modbus RTU القياسي

توفير إمكانية اتصال HART لجهاز Mod bus

يدعم الأجهزة المحمولة 375/475

تدعم الواجهة الكهربائية المتصلة بجهاز Modbus مستوى TTL وRS485 وRS232

يدعم بروتوكول HART 5/6/7

يدعم 6 متغيرات للجهاز و4 متغيرات ديناميكية

منطق تحويل وحدة Modbus إلى HART

يمكن لوحدة HART تحويل جهاز قياس التدفق/المستوى MODBUS إلى جهاز قياس التدفق/المستوى HART.

وحدة HART (M0310) هي وحدة تحويل مدمجة، تقوم بتحويل جهاز إدخال MODBUS إلى جهاز إخراج تيار HART. تُدمج وحدة HART في جهاز إدخال MODBUS (أجهزة القياس، مثل التدفق والمستوى، إلخ)، ثم يتم تشغيل بروتوكول طبقة تطبيق MODBUS بواسطة إشارة مستوى TTL. تعمل وحدة HART كجهاز رئيسي وجهاز تابع لـ MODBUS، حيث تحول سجلات البيانات (مثل سجل الإدخال وسجل الاحتفاظ) لجهاز MODBUS إلى جميع المتغيرات الديناميكية لأوامر HART. على سبيل المثال، يحتوي سجل الاحتفاظ لمقياس تدفق واحد بعنوان 30000 (النطاق 1-65536) على قيمة التدفق اللحظية. يمكننا بعد ذلك تهيئة سجل الاحتفاظ ليكون متغير الجهاز 0 (النطاق 0-5) في وحدة HART، وتحديد الجهاز 0 كمتغير أساسي (أو ثانوي، أو ثالثي، أو رابعي). يوضح الشكل أدناه منطق التحويل.

مخطط منطق تعيين البيانات

وحدة HART، كمنتج عالمي، ستواجه اختلافات في خصائص واجهة أجهزة MODBUS المختلفة (عنوان الجهاز التابع، معدل الباود، التكافؤ، إلخ)، وطريقة تخزين البيانات (عنوان سجل البيانات، نوع البيانات، تسلسل البايتات، إلخ)، ومتطلبات المستخدمين النهائيين لتخصيص متغيرات HART الديناميكية (ربط سجل البيانات بمتغير الجهاز، وربط متغير الجهاز بمتغير ديناميكي). ويمكن إعادة تهيئة كل ما سبق من قِبل مُصنِّع الجهاز.

توفر شركة مايكروسايبر برامج تهيئة لأجهزة الكمبيوتر الشخصية لإجراء عمليات التهيئة المذكورة أعلاه. كما توفر ملفات DD لوحدة HART، وهي مخصصة لمحطة HART الرئيسية (الكمبيوتر الشخصي، جهاز الاتصال) التي تتمتع بقدرة تحليل ملفات DD. يتم تهيئة وحدة HART من خلال اتصال HART من محطة HART الرئيسية، وذلك للتأكد من خصائص الواجهة بين وحدة HART وجهاز MODBUS، ونمط تخزين البيانات، وربط متغيرات الجهاز بمتغيرات HART الديناميكية.

بعد التكوين المذكور أعلاه، يمكن لجهاز HART الرئيسي الوصول إلى المتغير الديناميكي لوحدة HART باستخدام أوامر HART، وتحقيق النقل الرقمي للبيانات من سجل بيانات MODBUS (مثل قيم التدفق اللحظية لمقياس التدفق الذاكري) إلى جهاز HART الرئيسي.

وحدة HART، كمنتج عالمي، ستواجه اختلافات في خصائص واجهة أجهزة MODBUS المختلفة (عنوان الجهاز التابع، معدل الباود، التكافؤ، إلخ)، وطريقة تخزين البيانات (عنوان سجل البيانات، نوع البيانات، تسلسل البايتات، إلخ)، ومتطلبات المستخدمين النهائيين لتخصيص متغيرات HART الديناميكية (ربط سجل البيانات بمتغير الجهاز، وربط متغير الجهاز بمتغير ديناميكي). ويمكن إعادة تهيئة كل ما سبق من قِبل مُصنِّع الجهاز.

توفر شركة مايكروسايبر برامج تهيئة لأجهزة الكمبيوتر الشخصية لإجراء عمليات التهيئة المذكورة أعلاه. كما توفر ملفات DD لوحدة HART، وهي مخصصة لمحطة HART الرئيسية (الكمبيوتر الشخصي، جهاز الاتصال) التي تتمتع بقدرة تحليل ملفات DD. يتم تهيئة وحدة HART من خلال اتصال HART من محطة HART الرئيسية، وذلك للتأكد من خصائص الواجهة بين وحدة HART وجهاز MODBUS، ونمط تخزين البيانات، وربط متغيرات الجهاز بمتغيرات HART الديناميكية.

بعد التكوين المذكور أعلاه، يمكن لجهاز HART الرئيسي الوصول إلى المتغير الديناميكي لوحدة HART باستخدام أوامر HART، وتحقيق النقل الرقمي للبيانات من سجل بيانات MODBUS (مثل قيم التدفق اللحظية لمقياس التدفق الذاكري) إلى جهاز HART الرئيسي.

وحدة Modbus إلى HART - خرج التيار التناظري

في وحدة HART، تُنقل قيمة قياس المتغير الأساسي (PV) عبر تيار تناظري يتراوح بين 4 و20 مللي أمبير. على سبيل المثال، يُسمى التدفق اللحظي لمقياس التدفق بالمتغير الأساسي في HART. عندما تصل قيمة التدفق اللحظي إلى نصف نطاق القياس، تُخرج وحدة HART تيارًا مقداره 12000 مللي أمبير.

تقوم وحدة HART العاملة بمقارنة قيمة المتغير الأساسي باستمرار مع الحدين الأعلى والأدنى لنطاقها. إذا وصلت قيمة المتغير الأساسي إلى الحد الأعلى، تُخرج وحدة HART تيارًا تناظريًا بقيمة 20000 مللي أمبير. أما إذا انخفضت قيمة المتغير الأساسي إلى الصفر، فتُخرج وحدة HART تيارًا تناظريًا بقيمة 4000 مللي أمبير.

إذا تجاوزت قيمة المتغير الأساسي حديها الأعلى والأدنى، يُخرج مُوَحِّد HART تيارًا ثابتًا، مما يُشير إلى تجاوز المتغير الأساسي للنطاق، وتُسمى قيمة هذا التيار بتيار الخرج المُشبع. إذا كانت قيمة المتغير الأساسي أكبر من الحد الأعلى، يُخرج مُوَحِّد HART تيارًا ثابتًا قدره 20800 مللي أمبير؛ وإذا كانت أقل من الحد الأدنى، يُخرج تيارًا ثابتًا قدره 3800 مللي أمبير.

تحتوي وحدة HART على مجموعة أخرى من التيارات الثابتة تُستخدم للتنبيه بالأعطال، ويمكن اختيارها بواسطة مفتاح DIP الموجود على وحدة HART للتنبيه بتيار عالٍ أو منخفض. عند اختيار التنبيه بتيار عالٍ، تُخرج وحدة HART تيارًا مقداره 21.750 مللي أمبير عند اكتشاف العطل. أما عند اختيار التنبيه بتيار منخفض، فتُخرج وحدة HART تيارًا مقداره 3.750 مللي أمبير عند اكتشاف العطل.

تيار خرج ثابت لمجموعتين من وحدة HART

الاتجاه المتسامي للمتغير الأساسي (إلزامي): قيمة تيار الخرج المشبع

تجاوز الحد الأدنى: 3800 مللي أمبير

تجاوز الحد الأعلى: 20800 مللي أمبير

وضع إنذار الأعطال (بديل): قيمة تيار خرج الإنذار

إنذار انخفاض التيار: 3.750 مللي أمبير

إنذار التيار العالي: 21.750 مللي أمبير

عندما لا يتم ضبط عنوان استطلاع وحدة HART على "0"، وبغض النظر عن قيمة المتغير الأساسي، فإن قناة HART التناظرية تُخرج تيارًا ثابتًا قدره 4000 مللي أمبير. أما عند ضبط عنوان الاستطلاع على "0" فقط، فإن وحدة HART تُخرج تيارًا تناظريًا يتراوح بين 4 و20 مللي أمبير، بما يتناسب مع قيمة المتغير الأساسي.

تهيئة الواجهة

وحدة HART هي حلقة وصل بين ناقل HART وجهاز MODBUS. تربط هذه الوحدة لوحة التحكم الرئيسية (المشار إليها فيما يلي بلوحة ""user") للجهاز الميداني عبر المقبس الموجود في الخلف. تربط هذه الوحدة ناقل HART بالخارج، والجهاز الميداني بالداخل، كما هو موضح في الصورة أدناه. 

مخطط توصيل لتكوين وحدة HART

على سبيل المثال، عند استخدام جهاز كمبيوتر كجهاز رئيسي، يتم توصيل جهاز ميداني (نظام رباعي الأسلاك) عبر ناقل HART. يتكون ناقل HART من مصدر طاقة تيار مستمر (POWER1: 9-36 فولت تيار مستمر) ومقاومة متسلسلة (250 أوم)، ويتم توصيله بوحدة HART؛ بينما يتم تزويد الجهاز الميداني بالطاقة عبر سلكين آخرين. يتم توصيل جهاز الكمبيوتر بمودم HART عبر منفذ USB (أو RS-232)، ويتم توصيل الطرف الآخر من مودم HART (Microcyber) بمشابك تمساح غير قطبية مثبتة على طرفي المقاومة المتوافقة. يتم استخدام برنامج تكوين Microcyber لضبط وحدة HART. بعد التكوين، تصبح وحدة HART والجهاز الميداني وحدة واحدة، ويمكن توصيلهما بشبكة HART أخرى كجهاز HART.

عندما يكون التكوين مطلوبًا لإكماله بواسطة جهاز الاتصال الذي يتمتع بقدرة تحليل DD، ما عليك سوى استبدال جهاز الكمبيوتر ومودم HART في الشكل 1.2 أعلاه بجهاز الاتصال.

واجهة المستخدم للأجهزة

تستخدم وحدة HART مقبس IDC16 ذو 8 منافذ (JP3) بمسافة 2.54 مم لتوصيل لوحة المستخدم. يوضح الشكل تعريف أرقام المنافذ، بينما يشرح الجدول وظائفها. إذا كان ناقل HART يمر عبر لوحة المستخدم، فقد يتم توصيله بوحدة HART عبر منفذين في المقبس.

Modbus إلى HART Modulالمعلمات الإلكترونية

المعايير الأساسية

الهدف المراد قياسه: جهاز تابع لبروتوكول Modbus RTU

مصدر الطاقة: (6～42) فولت تيار مستمر

بروتوكول ناقل البيانات: سلكان، (4-20) مللي أمبير + HART

مقاومة الحمل: (0～1500) أوم (عادي)

(230～1100) Ω(اتصال هارت)

جهد العزل: واجهة ناقل Modbus وHART، 500 فولت تيار متردد

نطاق درجة الحرارة: (-40 إلى 85) درجة مئوية

نطاق الرطوبة: (5～95) %RH

وقت البدء: ≤ 5 ثوانٍ

وقت التحديث: 0.2 ثانية

ضبط التخميد: ثابت زمني 0-32 ثانية

دقة تيار الخرج: الحد الأقصى للخطأ ≤ 50 ميكرو أمبير

وحدة Modbus إلى HART الأبعاد

يبلغ عمق لوحة الدوائر المطبوعة لوحدة HART 1.6 مم، وهي مستطيلة الشكل. في الجهة الأمامية (كما هو موضح في الشكل 1-4)، يقع أعلى مكون على بُعد 5 مم من سطح اللوحة؛ وفي الجهة الخلفية، يقع أعلى مكون على بُعد 9 مم من سطح اللوحة. أما باقي المكونات فهي مثبتة على السطح، ولا يتجاوز ارتفاعها 4 مم. يوضح الشكل أدناه طول وعرض وموقع الثقوب الثابتة، وغيرها من مواصفات وحدة HART.

الأبعاد الأمامية لوحدة هارت

يتم استخدام مقبس IDC16 (2x8) القياسي بمسافة 2.54 مم في الجانب الخلفي، للتوصيل بلوحة المستخدم؛ تحتوي وحدة HART على 3 ثقوب ثابتة أخرى بقطر 3.0 مم، تستخدم لتثبيت وحدة HART على لوحة المستخدم.

كيفية اختيار وحدة M0310 Modbus إلى HART؟

التعليمات

س: هل يمكنك تقديم أداة التكوين؟

ج: كما ذكرنا سابقاً، يمكن لشركة مايكروسايبر توفير برامج تهيئة الكمبيوتر لتكوين وحدة HART، لمعرفة المزيد عنها يرجى الاتصال بنا.

س: هل يمكنني الحصول على دليل إلكتروني مجاني؟

ج: نعم، إذا كنت ترغب في ذلك، يرجى الاتصال بنا.

س: هل تقدمون خدمة تصنيع المعدات الأصلية (OEM)؟

ج: نعم، نستطيع ذلك، مثل لوحة الاتصالات، كما يمكننا توفير مجموعة أدوات تطوير ناقل البيانات الميداني.