SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

HART-устройства для систем автоматизации технологических процессов, систем контроля и учета

В статье представлены устройства с поддержкой HART-протокола, разработанные СКБ «Промавтоматика» для систем сбора данных, – модем MD-HART и контроллер КР-HART. Описана их функциональность и особенности применения, указаны преимущества.

СКБ «Промавтоматика», г. Москва, Зеленоград

PromAvtomatika.png

Для современных удаленных устройств и систем управления технологическим процессом поддержка протокола HART является стандартной функцией. Практически все ведущие производители контрольно-измерительных приборов выпускают продукцию с поддержкой интерфейса HART. Протокол HART является преобладающим в системах автоматизации производственных процессов для обмена данными с датчиками и полевыми устройствами (в особенности для реализации сервисных и диагностических функций). Также он применяется в системах коммерческого/технологического контроля и учета.

Для построения систем c использованием протокола HART предприятие СКБ «Промавтоматика» разработало и выпускает изделия MD-HART и КР-HART.

Модем MD-HART выполняет функцию преобразования интерфейса HART в интерфейсы USB, RS‑232, RS‑485, не преобразуя сам протокол HART. Таким образом, имея систему сбора данных с поддержкой протокола HART, можно опрашивать и конфигурировать устройства на шине HART.

Достаточно часто пользователи сталкиваются со сложностями интеграции с имеющимися системами сбора данных датчиков, снабженных интерфейсом HART. Причин может быть несколько: недостаточное количество токовых входов на контроллерах сбора данных, необходимость опрашивать многопараметрические датчики, достаточно редкая поддержка протокола HART в современных системах сбора данных по сравнению с протоколом Modbus, который уже давно является стандартом в системах технологического и коммерческого учета.

Контроллер КР-HART позволяет устранить такие препятствия при интеграции контрольно-измерительных приборов с системами сбора информации (рис. 1). К одному контроллеру KP-HART можно подключить до 15 HART-устройств в режиме «моноканала». Присутствует возможность чтения до 8 переменных из многопараметрических датчиков. Также КР-HART позволяет системе сбора данных работать с картой регистров Modbus, формат которой можно менять в зависимости от поставленной задачи, что дает возможность транслировать в протокол Modbus единицы измерения параметров и признаки состояния датчиков. Кроме того, допускается одновременный опрос KP-HART несколькими Modbus-клиентами по интерфейсам RS‑485, RS‑232 и USB, что позволяет совмещать задачи локального контроля/настройки/управления с задачей передачи информации в глобальную систему сбора данных, используя для всего этого одно устройство.

Ris_1.jpg

Рис. 1. Система сбора данных, построенная на базе контроллера КР-HART


Пример использования контроллера КР-HART

Типичной является ситуация, когда для достаточно дорогих сложных датчиков (расходомеры, массомеры и т. д.) производитель предлагает дополнительные блоки расширения с поддержкой того же протокола Modbus, но, как показывает наш опыт общения с реальными пользователями, экономическая целесообразность применения такого решения стремится к нулю. Большинство пользователей приобретают датчики в базовом исполнении, а это чаще всего означает наличие только интерфейса HART.

Прекрасно понимая, что идеальных универсальных устройств не бывает, мы все же постарались максимально облегчить жизнь пользователям устройств с интерфейсом HART. Так, для опроса датчиков наш контроллер использует стандартные команды опроса переменных, но иногда возникает необходимость использовать уникальные команды протокола HART, например, для конфигурирования датчика. Для этого в KP-HART реализован шлюз HART-команд через протокол Modbus. Дополнительно в программном обеспечении (ПО) настройки KP-HART уже реализованы команды смены адреса HART-устройства и назначения динамических переменных.

Бесплатное ПО настройки из комплекта поставки позволяет гибко настроить множество параметров работы KP-HART. Присутствует возможность настройки таких параметров протокола HART, как:
- выбор типа master-устройства (primary или secondary) для варианта работы с двумя ведущими устройствами на шине HART;
- активация режима пакетного доступа (burst-режима) при наличии поддержки со стороны датчика;
- максимальное количество повторных запросов для гарантированного получения данных в условиях плохого качества связи;
- добавление в цикл опроса от 1 до 15 HART-устройств.

Для протокола Modbus возможно изменение следующих параметров:
- параметров обмена (адрес клиента Modbus, скорость обмена и четность);
- выбор способа группировки регистров: либо по устройствам, либо по переменным;
- выбор порядка следования байтов для переменных типа Float. Это актуально в связи с тем, что разные системы сбора данных могут ожидать от ведомых устройств различные форматы представления данных;
- выбор количества переменных, хранимых в регистрах Modbus.

Кроме этого ПО настройки позволяет проводить мониторинг датчиков, добавленных в цепочку опроса контроллера KP-HART.

Контроллер КР-HART можно внедрять в системы коммерческого учета в случае использования средств измерений из Госреестра СИ. Для такого применения не требуется внесения КР-HART в Госреестр СИ, так как в процессе передачи данных не происходит обработки, которая может привести к появлению дополнительной погрешности в канале измерения. В частности, контроллер КР-HART может использоваться с вычислителями серии УВП‑280. Подключение контроллера КР-HART к вычислителям УВП‑280 производится через один из портов – RS‑232 или RS‑485 – по протоколу Modbus (рис. 2).

Ris_2.jpg

Рис. 2. Подключение контроллера КР-HART к вычислителю линейки УВП‑280 в системе коммерческого учет

Конструктивное исполнение устройств MD-HART и КР-HART позволяет компактно размещать их в шкафах с креплением на DIN-рельс. Удобная система индикации дает возможность в любой момент времени оценить корректность работы устройства. Встроенный резистор 250 Ом позволяет без дополнительных внешних элементов подключать устройство к линии HART в любой конфигурации токовой петли.

Наша компания ведет постоянное развитие линейки HART-устройств, обеспечивая поддержку вновь вводимых расширений протокола HART, дополняя функциональные возможности, оптимизируя конструкцию прибора. В настоящее время выпускается уже третья модификация приборов этой линейки, а именно MD-HART.М2 и КР-HART.М2.

Разработанные СКБ «Промавтоматика» модем MD-HART и контроллер КР-HART широко применяются предприятиями, в частности, достаточно много этих устройств установлено на объектах ПАО «Газпром», ПАО «НК «РОСНЕФТЬ» и ПАО «Татнефть».

Мы предлагаем всем заинтересованным предприятиям заказать новинки MD-HART.М2 и КР-HART.М2 для тестирования (опытной эксплуатации). Приборы для этих целей предоставляются бесплатно на основании запроса, образец которого имеется на нашем сайте: skbpa.ru. После окончания оговоренного срока опытной эксплуатации предприятие может выкупить прибор или вернуть его СКБ «Промавтоматика».

Опубликовано в журнале "ИСУП" № 2(80)_2019

А.Н. Гаврилов, 
главный специалист,
СКБ «Промавтоматика», г. Москва, Зеленоград,
тел.: +7 (495) 221-9165,
e‑mail: root@skbpa.ru,
сайт: skbpa.ru



Частотные преобразователи INSTART
Цены производителя, ассортимент, склад, гарантия
www.instart-info.ru