Module HART Modbus vers module HART

Fonctionnalités du module Modbus vers HART

Conforme au protocole Modbus RTU standard

fournir une capacité de communication HART au périphérique de bus Mod

Appareil portable compatible 375/475

L'interface électrique connectée à un périphérique Modbus prend en charge les niveaux TTL, RS485 et RS232.

Prise en charge du protocole HART 5/6/7

Prise en charge de 6 variables de périphérique et de 4 variables dynamiques

Logique de conversion de module Modbus vers HART

Le module HART peut convertir un instrument de mesure de débit/niveau MODBUS en un instrument de mesure de débit/niveau HART.

Le module HART (M0310) est un module de conversion intégré qui transforme un périphérique d'entrée MODBUS en un périphérique de sortie HART. Ce module est intégré au périphérique d'entrée MODBUS (instruments de mesure tels que débitmètres, capteurs de niveau, etc.) et le protocole de la couche application MODBUS est exécuté par un signal de niveau TTL. Fonctionnant en mode maître et esclave MODBUS, le module HART convertit les registres de données (registre d'entrée, registre de maintien, etc.) du périphérique MODBUS en toutes les variables dynamiques des commandes HART. Par exemple, le registre de maintien d'un débitmètre d'adresse 30000 (plage 1-65536) contient la valeur instantanée du débit. Ce registre de maintien peut alors être configuré comme la variable 0 du périphérique (plage 0-5) du module HART. La variable 0 peut être désignée comme variable primaire (ou secondaire, tertiaire, quaternaire, etc.). La logique de conversion est illustrée dans la figure ci-dessous.

Diagramme logique de mappage des données

Le module HART, en tant que produit universel, doit s'adapter aux différentes interfaces des périphériques MODBUS (adresse esclave, débit en bauds, parité, etc.), aux modes de stockage des données (adresse des registres de données, type de données, séquence d'octets, etc.) et aux exigences des utilisateurs finaux concernant l'allocation dynamique des variables HART (correspondance entre registres de données et variables du périphérique, et inversement). Tous ces éléments peuvent être reconfigurés par le fabricant du périphérique.

Microcyber propose un logiciel de configuration PC pour la configuration décrite ci-dessus. Il fournit également les fichiers DD du module HART, destinés à la station maître HART (PC, communicateur) capable d'analyser ces fichiers. La configuration du module HART s'effectue via une communication HART depuis la station maître HART, afin de confirmer les fonctionnalités d'interface entre le module HART et le périphérique MODBUS, le mode de stockage des données et la correspondance entre les variables du périphérique et les variables dynamiques HART.

Après la configuration ci-dessus, le périphérique maître HART peut accéder à la variable dynamique du module HART avec des commandes HART et réaliser la transmission numérique des données du registre de données MODBUS (telles que les valeurs de débit instantanées du débitmètre à mémoire) vers le maître HART.

Le module HART, en tant que produit universel, doit s'adapter aux différentes interfaces des périphériques MODBUS (adresse esclave, débit en bauds, parité, etc.), aux modes de stockage des données (adresse des registres de données, type de données, séquence d'octets, etc.) et aux exigences des utilisateurs finaux concernant l'allocation dynamique des variables HART (correspondance entre registres de données et variables du périphérique, et inversement). Tous ces éléments peuvent être reconfigurés par le fabricant du périphérique.

Microcyber propose un logiciel de configuration PC pour la configuration décrite ci-dessus. Il fournit également les fichiers DD du module HART, destinés à la station maître HART (PC, communicateur) capable d'analyser ces fichiers. La configuration du module HART s'effectue via une communication HART depuis la station maître HART, afin de confirmer les fonctionnalités d'interface entre le module HART et le périphérique MODBUS, le mode de stockage des données et la correspondance entre les variables du périphérique et les variables dynamiques HART.

Après la configuration ci-dessus, le périphérique maître HART peut accéder à la variable dynamique du module HART avec des commandes HART et réaliser la transmission numérique des données du registre de données MODBUS (telles que les valeurs de débit instantanées du débitmètre à mémoire) vers le maître HART.

Module Modbus vers HART - Sortie de courant analogique

Dans le module HART, la valeur mesurée de la variable principale (PV) est transmise par un courant de sortie analogique de 4 à 20 mA. Par exemple, le débit instantané d'un débitmètre est considéré comme la variable principale du module HART. Lorsque la valeur du débit instantané atteint la moitié de la plage de mesure, le module HART délivre un courant de 12 mA.

Le module HART compare en permanence la valeur de la variable principale aux limites supérieure et inférieure de sa plage de valeurs. Si la valeur de la variable principale atteint sa limite supérieure, le module HART génère un courant analogique de 20 mA. Si la valeur de la variable principale descend à zéro, le module HART génère un courant analogique de 4 mA.

Si la valeur de la variable principale dépasse ses limites supérieure et inférieure, le module HART délivre un courant fixe, indiquant que la variable principale est hors plage. Ce courant est appelé courant de sortie saturé. Si la valeur de la variable principale est supérieure à la limite supérieure, le module HART délivre un courant fixe de 20,800 mA ; si elle est inférieure à la limite inférieure, il délivre un courant fixe de 3,800 mA.

Le module HART dispose d'un autre groupe de courants fixes dédié à l'alarme de défaut, sélectionnable par un commutateur DIP sur le module pour une alarme de courant élevé ou faible. En mode alarme de courant élevé, le module HART délivre un courant de 21,750 mA en cas de défaut. En mode alarme de courant faible, le module HART délivre un courant de 3,750 mA en cas de défaut.

Courant de sortie fixe à deux groupes du module HART

Sens transfini de la variable principale (obligatoire) : valeur du courant de sortie saturé

Dépassement de la limite inférieure : 3,800 mA

Dépassement de la limite supérieure : 20,800 mA

Mode d'alarme de défaut (alternatif) : valeur du courant de sortie d'alarme

Alarme de courant faible : 3,750 mA

Alarme de courant élevé : 21,750 mA

Lorsque l'adresse d'interrogation du module HART n'est pas définie sur « 0 », quelle que soit la valeur de la variable principale, le canal analogique du module HART délivre un courant fixe de 4 mA. Seule l'adresse d'interrogation est définie sur « 0 », et le module HART délivre alors un courant analogique de 4 à 20 mA correspondant à la variable principale.

Configurer l'interface

Le module HART assure la liaison entre le bus HART et le périphérique MODBUS. Il se connecte à la carte de commande principale (ci-après appelée « carte utilisateur ») du périphérique de terrain via le connecteur situé à l'arrière. Il assure la connexion au bus HART externe et au périphérique de terrain interne (voir illustration ci-dessous). 

Schéma de câblage pour configurer le module HART

Par exemple, en utilisant un PC comme appareil maître, connectez un appareil de terrain (système à quatre fils) via le bus HART. Ce bus, composé d'une alimentation CC (POWER1 : 9-36 V CC) et d'une résistance en série (250 Ω), est connecté au module HART. L'appareil de terrain est alimenté par deux autres fils. Le PC se connecte au modem HART via une interface USB (ou RS-232), et l'autre extrémité du modem HART (Microcyber) est connectée aux pinces crocodiles non polarisées de part et d'autre de la résistance adaptée. Utilisez le logiciel de configuration Microcyber pour configurer le module HART. Une fois la configuration terminée, le module HART et l'appareil de terrain forment un ensemble et peuvent être connectés à d'autres réseaux HART en tant qu'appareils HART.

Lorsque la configuration doit être effectuée par le communicateur doté de capacités d'analyse DD, remplacez simplement le PC et le modem HART dans la figure 1.2 ci-dessus par le communicateur.

Interface utilisateur matérielle

Le module HART utilise un connecteur IDC16 2x8 (JP3) au pas de 2,54 mm pour la connexion à la carte utilisateur. La numérotation des broches est illustrée et leur fonction est expliquée dans le tableau. Si le bus HART traverse la carte utilisateur, il peut être connecté au module HART via deux broches du connecteur.

Module Modbus vers HARTe Paramètres

Paramètres de base

Objet de mesure : dispositif esclave Modbus RTU

Alimentation : (6～42) V CC

Protocole de bus : 2 fils, (4～20) mA + HART

Résistance de charge : (0～1500) Ω (Normale)

(230～1100) Ω (Communication HART)

Tension d'isolement : Interface de bus Modbus et HART, 500 V CA

Plage de température : (-40～85) ℃

Plage d'humidité : (5～95) %HR

Heure de début : ≤ 5 s

Temps de rafraîchissement : 0,2 s

Réglage de l'humidité : Constante de temps 0～32s

Précision du courant de sortie : erreur maximale ≤ 50 μA

Module Modbus vers HART Dimension

Le circuit imprimé du module HART a une profondeur de 1,6 mm et une forme rectangulaire. Sur la face avant (figure 1-4), le composant le plus haut se situe à 5 mm de la surface du circuit imprimé ; sur la face arrière, il se situe à 9 mm de la surface. Tous les autres composants sont montés en surface et leur profondeur est inférieure à 4 mm. La longueur, la largeur, l'emplacement des trous de fixation, etc., du module HART sont indiqués dans la figure ci-dessous.

Dimensions avant du module HART

Une prise standard IDC16 (2x8) d'un espacement de 2,54 mm est utilisée à l'arrière pour se brancher sur la carte utilisateur ; le module HART dispose de 3 autres trous fixes de diamètre 3,0 mm, utilisés pour fixer le module HART sur la carte utilisateur.

Comment choisir le module Modbus vers HART M0310 ?

FAQ

Q : Pouvez-vous présenter l'outil de configuration ?

A : Comme mentionné précédemment, Microcyber peut fournir un logiciel de configuration PC pour la configuration du module HART. Pour en savoir plus, veuillez nous contacter.

Q : Puis-je obtenir un manuel électronique gratuit ?

R : Oui, si vous le souhaitez, veuillez nous contacter.

Q : Proposez-vous un service OEM ?

A : Oui, nous pouvons, par exemple pour les cartes de communication, nous pouvons également fournir un kit d'outils de développement de bus de terrain.