HART-Modul Modbus zu HART-Modul

Funktionen des Modbus-zu-HART-Moduls

Kompatibel mit dem Standard-Modbus-RTU-Protokoll

Bietet HART-Kommunikationsfähigkeit für Mod-Bus-Geräte

Unterstützt 375/475-Handheld-Geräte

Die mit dem Modbus-Gerät verbundene elektrische Schnittstelle unterstützt TTL-Pegel, RS485 und RS232

Unterstützt HART 5/6/7-Protokoll

Unterstützt 6 Gerätevariablen und 4 dynamische Variablen

Konvertierungslogik für Modbus-zu-HART-Modul

Das HART-Modul kann ein MODBUS-Durchfluss-/Füllstandsinstrument in ein HART-Durchfluss-/Füllstandsinstrument umwandeln.

Das HART-Modul (M0310) ist ein integriertes Konvertierungsmodul, das ein MODBUS-Eingabegerät in ein HART-Stromausgabegerät umwandelt. Das HART-Modul ist in das MODBUS-Eingabegerät (Messinstrumente wie Durchfluss, Füllstand usw.) integriert, und dann wird das MODBUS-Anwendungsschichtprotokoll über ein TTL-Pegelsignal ausgeführt. Das HART-Modul als MODBUS-Master und HART-Slave konvertiert Datenregister (wie Eingangsregister, Halteregister) des MODBUS-Geräts in alle dynamischen Variablen von HART-Befehlen. Beispielsweise enthält das Halteregister eines Durchflussmessers mit der Adresse 30000 (Bereich 1-65536) den momentanen Durchflusswert. Dann können wir das Halteregister auf die Gerätevariable 0 (Bereich 0-5) des HART-Moduls konfigurieren. Und Gerät 0 als Primärvariable (oder Sekundär-, Tertiär-, Quartärvariable) benennen. Die Konvertierungslogik ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Datenzuordnungslogikdiagramm

Das HART-Modul als universelles Produkt wird mit verschiedenen Schnittstellenfunktionen verschiedener MODBUS-Geräte (Slave-Adresse, Baudrate, Parität usw.), Datenspeichermodi (Datenregisteradresse, Datentyp, Bytefolge usw.) und Anforderungen der Endbenutzer an die dynamische HART-Variablenzuweisung (Datenregisterzuordnung zu Gerätevariable, Gerätevariablenzuordnung zu dynamischer Variable) konfrontiert. Alle oben genannten Punkte können vom Gerätehersteller erneut konfiguriert werden.

Microcyber kann PC-Konfigurationssoftware für die obige Konfiguration bereitstellen. Außerdem werden DD-Dateien des HART-Moduls bereitgestellt, die für die HART-Masterstation (PC, Kommunikator) bestimmt sind, die über Analysefunktionen für DD-Dateien verfügt. Das HART-Modul wird über HART-Kommunikation von der HART-Masterstation konfiguriert, um Schnittstellenfunktionen zwischen HART-Modul und MODBUS-Gerät, Datenspeichermodus und Zuordnung von Gerätevariablen zu dynamischen HART-Variablen zu bestätigen.

Nach der obigen Konfiguration kann das HART-Mastergerät mit HART-Befehlen auf dynamische Variablen des HART-Moduls zugreifen und die digitale Datenübertragung vom MODBUS-Datenregister (wie etwa Momentandurchflusswerte des Speicherdurchflussmessers) zum HART-Master realisieren.

Das HART-Modul als universelles Produkt wird mit verschiedenen Schnittstellenfunktionen verschiedener MODBUS-Geräte (Slave-Adresse, Baudrate, Parität usw.), Datenspeichermodi (Datenregisteradresse, Datentyp, Bytefolge usw.) und Anforderungen der Endbenutzer an die dynamische HART-Variablenzuweisung (Datenregisterzuordnung zu Gerätevariable, Gerätevariablenzuordnung zu dynamischer Variable) konfrontiert. Alle oben genannten Punkte können vom Gerätehersteller erneut konfiguriert werden.

Microcyber kann PC-Konfigurationssoftware für die obige Konfiguration bereitstellen. Außerdem werden DD-Dateien des HART-Moduls bereitgestellt, die für die HART-Masterstation (PC, Kommunikator) bestimmt sind, die über Analysefunktionen für DD-Dateien verfügt. Das HART-Modul wird über HART-Kommunikation von der HART-Masterstation konfiguriert, um Schnittstellenfunktionen zwischen HART-Modul und MODBUS-Gerät, Datenspeichermodus und Zuordnung von Gerätevariablen zu dynamischen HART-Variablen zu bestätigen.

Nach der obigen Konfiguration kann das HART-Mastergerät mit HART-Befehlen auf dynamische Variablen des HART-Moduls zugreifen und die digitale Datenübertragung vom MODBUS-Datenregister (wie etwa Momentandurchflusswerte des Speicherdurchflussmessers) zum HART-Master realisieren.

Modbus zu HART ModulAnaloger Stromausgang

Im HART-Modul wird der Messwert der Primärvariablen (PV) durch einen analogen Stromausgangswert von 4-20 mA übertragen. Beispielsweise wird der momentane Durchfluss eines Durchflussmessers als HART-Primärvariable bezeichnet. Wenn der momentane Durchflusswert die Hälfte des Messbereichs erreicht, gibt das HART-Modul 12.000 mA aus.

Das laufende HART-Modul vergleicht den Wert der Primärvariablen kontinuierlich mit der oberen und unteren Grenze seines Bereichs. Wenn der Wert der Primärvariablen seine obere Grenze erreicht, gibt das HART-Modul einen analogen Strom von 20.000 mA aus. Wenn der Wert der Primärvariablen Null erreicht, gibt das HART-Modul einen analogen Strom von 4.000 mA aus.

Wenn der Wert der Primärvariable seine Ober- und Untergrenze überschreitet, gibt das HART-Modul einen festen Strom aus, was bedeutet, dass die Primärvariable den Bereich überschreitet. Der Stromwert wird als gesättigter Ausgangsstrom bezeichnet. Wenn der Wert der Primärvariable über der Obergrenze liegt, gibt das HART-Modul feste 20,800 mA aus. Wenn er unter der Untergrenze liegt, gibt das HART-Modul feste 3,800 mA aus.

Das HART-Modul verfügt über eine weitere Gruppe von Feststrom für Fehleralarme, die über einen DIP-Schalter am HART-Modul für Hoch- oder Niedrigstromalarme ausgewählt werden können. Bei Auswahl von Hochstromalarm gibt das HART-Modul bei Fehlererkennung 21,750 mA aus. Bei Auswahl von Niedrigstromalarm gibt das HART-Modul bei Fehlererkennung 3,750 mA aus.

Zwei Gruppen Fester Ausgangsstrom des HART-Moduls

Transfinite Richtung der Primärvariablen (nicht optional): Gesättigter Ausgangsstromwert

Untergrenze überschritten: 3.800mA

Obergrenze überschritten: 20.800mA

Fehleralarmmodus (Alternative): Alarmausgang Stromwert

Unterstromalarm: 3,750 mA

Hochstromalarm: 21,750 mA

Wenn die Abfrageadresse des HART-Moduls nicht auf „0“ eingestellt ist, gibt der analoge Kanal des HART-Moduls unabhängig vom Wert der Primärvariable einen festen Wert von 4.000 mA aus. Nur wenn die Abfrageadresse auf „0“ eingestellt ist, gibt das HART-Modul einen analogen Strom von 4-20 mA aus, der der Primärvariable entspricht.

Schnittstelle konfigurieren

Das HART-Modul befindet sich zwischen dem HART-Bus und dem MODBUS-Gerät. Es verbindet die Hauptsteuerplatine (im Folgenden als"Benutzerplatine“) des Feldgeräts über die Buchse auf der Rückseite. Sie verbindet den HART-Bus außen und das Feldgerät innen, siehe Abbildung unten. 

Schaltplan zur Konfiguration des HART-Moduls

Nehmen wir beispielsweise den PC als Mastergerät und verbinden das Feldgerät (Vierdrahtsystem) über den HART-Bus. Der HART-Bus, der aus einer Gleichstromversorgung (POWER1: 9-36 VDC) und einem Serienwiderstand (250 Ω) besteht, wird an das HART-Modul angeschlossen; das Feldgerät wird über zwei weitere Drähte mit Strom versorgt. Der PC verbindet das HART-Modem über die USB-Schnittstelle (oder RS-232), und an der anderen Seite des HART-Modems (Microcyber) sind unpolare Krokodilklemmen, die an beiden Seiten des angepassten Widerstands befestigt sind. Verwenden Sie die Konfigurationssoftware von Microcyber, um das HART-Modul zu konfigurieren. Nach der Konfiguration werden HART-Modul und Feldgerät zu einer Einheit und können als HART-Gerät an andere HART-Netzwerke angeschlossen werden.

Wenn die Konfiguration durch den Kommunikator mit DD-Analysefunktion abgeschlossen werden muss, ersetzen Sie einfach PC und HART-Modem in Abbildung 1.2 oben durch den Kommunikator.

Hardware-Benutzeroberfläche

Das HART-Modul verwendet IDC16 mit 2,54 mm Abstand, 2x8-Buchse (JP3) zum Anschluss der Benutzerplatine. Die Definition der Pin-Nummern ist im Bild zu sehen. Die Erklärung der Pin-Funktionen ist in der Tabelle zu finden. Wenn der HART-Bus durch die Benutzerplatine läuft, kann er über zwei Pins in der Buchse in das HART-Modul geleitet werden.

Pin-Definitionsliste des HART-Modulsockels

Modbus nach HART Module Parameter

Grundparameter

Messobjekt: Modbus RTU Slave-Gerät

Stromversorgung: (6～42) VDC

Busprotokoll: 2-Draht, (4–20) mA + HART

Lastwiderstand: (0～1500) Ω (normal)

(230～1100) Ω (HART-Kommunikation)

Isolierspannung: Modbus- und HART-Bus-Schnittstelle, 500 VAC

Temperaturbereich: (-40～85) ℃

Feuchtigkeitsbereich: (5～95) %RH

Startzeit: ≤5s

Aktualisierungszeit: 0,2 s

Dämpfungseinstellung: Zeitkonstante 0～32s

Genauigkeit des Ausgangsstroms: Max. Fehler ist ≤50 μA

Modbus-zu-HART-Modul Dimension

Die Leiterplattentiefe des HART-Moduls beträgt 1,6 mm und ist rechteckig. Vorne (siehe Abbildung 1-4) ist das höchste Bauteil 5 mm von der Platinenoberfläche entfernt; hinten ist das höchste Bauteil 9 mm von der Platinenoberfläche entfernt. Die anderen sind alle oberflächenmontierte Bauteile, die weniger als 4 mm tief sind. Länge, Breite, Position der festen Löcher usw. des HART-Moduls sind in der Abbildung unten dargestellt.

Frontabmessungen des HART-Moduls

Auf der Rückseite wird zum Einstecken in die Benutzerplatine eine IDC16(2x8)-Standardbuchse mit 2,54 mm Abstand verwendet; das HART-Modul verfügt über drei weitere feste Löcher mit einem Durchmesser von 3,0 mm, die zur Befestigung des HART-Moduls auf der Benutzerplatine verwendet werden.

Wie wählt man das M0310 Modbus-zu-HART-Modul aus?

Häufig gestellte Fragen

F: Können Sie das Konfigurationstool vorstellen?

A: Wie bereits erwähnt, kann Microcyber PC-Konfigurationssoftware für die HART-Modulkonfiguration bereitstellen. Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, kontaktieren Sie uns bitte.

F: Kann ich ein kostenloses elektronisches Handbuch bekommen?

A: Ja, wenn Sie es möchten, kontaktieren Sie uns bitte.

F: Können Sie einen OEM-Service anbieten?

A: Ja, das können wir. Wir können beispielsweise eine Kommunikationsplatine oder ein Feldbus-Entwicklungs-Toolkit bereitstellen.

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