1. Гуру ПНР : Сайт для наладчиков 
  2. Список рубрик 
  3. КИПиА 
21 2021

Применение технологии HART при производстве ПНР

Современные датчики стали сложными устройствами. Всё чаще для их настройки применяются такие технологии, как BRAIN и HART. С их помощью очень удобно работать с настройкой и выполнять диагностику состояния работы. Как это использовать при выполнении пусконаладочных работ на объекте, рассмотрим в этой публикации на примере HART.

Что нужно, чтобы работать с HART?

Главное условие - датчик должен работать или выдавать сигнал по токовой петле 0/4-20 мА. И датчик должен поддерживать работу по HART (это опция). На сегодняшний день есть два способа подключения к приборам по HART протоколу: использование HART-коммуникаторов или HART-модемов. HART-коммуникатор - это переносное устройство, выполняющее функцию связи с датчиком и человеко-машинного представления данных для настройки. Попросту говоря, это прибор с проводами и экраном, с помощью которого можно сделать все настройки на месте.

HART-модем - это просто адаптер, позволяющий компьютеру (или ноутбуку) обмениваться данными с датчиком. Настройки выполняются в установленном на компьютере программном обеспечении.

Встает вопрос, что же выбрать для производства ПНР? Ответ, на мой взгляд, является достаточно простым: в процессе наладочных работ приходится сталкиваться с датчиками разных производителей. Универсальным средством для этого является использование HART-модема за счет того, что на компьютер проще поставить и найти программное обеспечение различных производителей для работы с датчиком. Например, для HART-коммуникатора требуется загрузка специальных файлов описания устройства, что делается с помощью компьютера. К тому же стоимость коммуникатора достаточно высока, а круг его применения среди поддерживаемого оборудования других производителей датчиков ограничен. Коммуникатор удобен для специалистов эксплуатирующей организации. Загрузив в него однажды файлы описания, очень удобно обслуживать имеющийся парк датчиков на предприятии.

Другое дело - ПНР. Здесь заранее неизвестно, с какими датчиками предстоит в жизни работать. Но возникает другая проблема - всё программное обеспечение от производителя платное. Имеются trial-версии, но это тоже совсем не выход. И нет никакого смысла приобретать это ПО, так как оно нужно периодически.

Как же сделать так, чтобы было универсально, дешево, функционально и по-честному (без взломов, "кряков" и т. д.)? Изучение этой проблемы привело к решению. Оказывается, не только Прохор Наумович задался таким вопросом. Существуют сообщества, изучающие множественные индустриальные стандарты связи и предлагающие одно ПО для доступа к полевому оборудованию. И всё это абсолютно бесплатно.

Одним из производителей такого универсального ПО является консорциум PACTware. Они внедряют технологию единого доступа к полевому оборудованию: одно программное обеспечение для доступа к любому полевому устройству.

Само программное обеспечение базируется на разработанном сообществом FDT Group стандарте обмена информацией IEC 62453 и ISA 103. В FDT Group  состоят множество лидирующих производителей оборудования, такие как ABB, Danfoss, Endress+Hauser, Yokogawa и даже SIEMENS. И вот это сообщество разработало модель для построения автоматизированных систем, включающую в себя все - от сбора информации с датчиков, до представления этой информации для визуализации и архивирования. Чтобы сильно не заострять внимание на этом, в упрощенном виде схему работы можно представить так:

Упрощенная схема, поясняющая структуру FDT и DTM

[Упрощенная схема, поясняющая структуру FDT и DTM]

Упрощенно эту схему следует понимать так:

В нашем случае FDT - это и есть программное обеспечение PACTware, а вот DTМ - нужно будет скачивать с сайтов производителей на конкретный прибор или датчик. Вот эти DTM абсолютно свободно можно использовать в любом количестве без зазрения совести. Таким образом проблема использования в ПНР HART-протокола решается абсолютно без каких-либо дополнительных финансовых нагрузок, кроме покупки HART-модема.

Как установить и настроить PACTware для работы с датчиками?

Шаг 1: Получение и установка PACTware

Во-первых, его нужно загрузить с официального сайта PACTware. Перейдя по ссылке вы увидите несколько дистрибутивов, поддерживаемых разными производителями. Подойдет любой, Прохор Наумыч скачал себе от KROHNE Messtechnik GmbH и от Pepperl+Fuchs SE и особой разницы в них не заметил.

Выбрав дистрибутив, нужно скачать следующее ПО:

  1. Само приложение PACTware (на момент написания статьи это версия 5);
  2. Перейти в раздел DTM Collection и скачать DTM Generic HART и DTM HART Comm. DTM Generic HART это как раз "сердцевина" для работы по HART протоколу, а DTM HART Comm - драйвер для HART-модема.

Устанавливаем всё скаченное ПО на свой компьютер, который планируем использовать для работы с датчиками.

Шаг 2: Получение и установка библиотек DTM

Во-вторых, нужно скачать с сайта разработчика библиотеки DTM для оборудования. Чтобы это сделать, возможно, придется зарегистрироваться. Но оно стоит того.

Пример скачивания на сайте Yokogawa библиотек DTM

[Пример скачивания на сайте Yokogawa библиотек DTM]

А затем установить из этого пакета DTM всех датчиков, с которыми планируется работа.

Шаг 3: Подключение к датчику

Для установления связи нужно выполнить физическое подключение модема к датчику, как показано на рисунке ниже.

Схема подключения HART модема при питании по токовой петле

[Схема подключения HART-модема к датчику при питании датчика по токовой петле]

Схема подключения HART-модема к датчику при пассивной токовой петле

[Схема подключения HART-модема к датчику при пассивной токовой петле]

Как видно из схемы, токовая петля нагружается искусственным резистором RН имеющем номинал в диапазоне 250 - 1100 Ом. Параллельно резистору RН подключается наш HART-модем. Полярность не имеет значения.

Шаг 4: Настройка PACTware для работы с датчиками

Подключаем наш модем в USB порт. Далее, запускаем PACTware: Пуск → Все программы → PACTware 5.0 → PACTware 5.0:

Первый запуск PACTware

[Первый запуск PACTware]

Теперь нужно создать структуру для подключения к нашему HART-устройству. В левой части окна есть пункт с надписью HOST PC. Это корень нашей системы. Щелкаем на нем правой кнопкой мыши и выбираем в контекстном меню пункт Добавить устройство. Откроется библиотека интерфейсов.

Добавление интерфейса HART в PACTware

[Добавление интерфейса HART в PACTware]

HOST PC - это, по-сути, наш компьютер. Для него нужно выбрать интерфейс (способ связи). В нашем случае это будет HART Communication, выбрав который нужно будет настроить еще и параметры связи.

Настройка параметров связи HART-модема

[Настройка параметров связи HART-модема]

На рисунке интерфейс - это порт COM1 и настройки подошли для него по-умолчанию, так что танцев с бубном не пришлось делать.

Далее, щелкаем правой кнопкой мыши на нашем интерфейсе (это COM1) и в контекстном меню выбираем Добавить устройство. Откроется библиотека устройств.

Добавление датчика в структуру

[Добавление датчика в структуру]

Из библиотеки устройств нужно выбрать тип датчика, к которому осуществляется подключение. Кстати говоря, эта библиотека устройств и есть ничто иное, как все наши драйвера DTM. Нужда подключиться к Prowirl 200 - выбираем в библиотеке Prowirl 200  с соответствующей версией прошивки (указывается на шильдике датчика).

На рисунке ниже показана наша полная структура для связи с датчиком. Теперь ничто не мешает нам осуществить подключение к датчику. Для этого на пункте структуры Prowirl 200 щелкаем правой кнопкой мыши и выбираем Установить связь.

Установление связи с датчиком

[Установления связи с устройством Prowirl 200]

После того, как иконка соединения становится зеленой, два раза щелкаем на пункте Prowirl 200, и если всё нормально, то начинается установка связи с устройством, и загружается интерфейс для работы с датчиком.

Считывание данныхс устройства Prowirl 200

[Считывание данных с устройства Prowirl 200]

После загрузки интерфейса еще нужно подождать, когда прогрузятся параметры, а потом можно смотреть настройки и делать правки.

Работа с параметрами датчика

[Работа с параметрами датчика]

Заключение : об использованном оборудовании

Надеюсь, что этот опыт будет полезен. Никаких "танцев с бубном" подключение к датчику не вызвало, всё получилось с минимальными настройками. Конфигурация железа была такая:

Подключение производилось в основном к датчикам Endress+Hauser и Yokogawa. Нигде никаких проблем не возникло. Это говорит о том, что на сегодняшний день это хорошо отлаженная и работоспособная технология.

Поделитесь в соцсетях:


 

© Guru-PNR.ru

Материалы данного сайта предназначены для специалистов в области пусконаладочных работ.

Использование материалов данного сайта разрешается с указанием ссылки на источник.

РАССКАЖИТЕ О НАС В СОЦСЕТЯХ