Analoge Schleifen (4-20 mA) werden weltweit eingesetzt und HART Kommunikatoren funktionieren auch über 4-20 mA-Schleifen. Das HART-Kommunikationsprotokoll ermöglicht die Übertragung digitaler und analoger Kommunikation über dieselben Kanäle, wie z.B. zwischen Sensoren und einem Steuerungssystem.

Vorteile des HART-Kommunikationsprotokolls

HART-Kommunikatoren und HART-Modems sollen mit Hilfe des HART-Kommunikationsprotokolls mit Feldgeräten kommunizieren. Sie sind instrumentell (Achtung, Wortspiel) für die Arbeit von Feldingenieuren. Diese Geräte machen unser Leben einfacher, wenn wir ein Feldgerät in Betrieb nehmen oder den Status aus der Ferne überprüfen müssen. Keinen Tank erklimmen zu müssen, um ein Füllstand-Radar zu konfigurieren, ist eine enorme Verbesserung im Leben des Feldingenieurs.

Was ist ein HART-Handheld-Kommunikator?

Ein HART-Handheld-Kommunikator ist ein Remote-Gerät, das Zugriff auf ein Feldgerät bietet. Das ermöglicht es dem Ingenieur, die Einstellungen zu ändern und Daten vom Gerät zu überprüfen. Manchmal können wir auch die Konfiguration speichern und auf ein ähnliches Gerät herunterladen, aber noch nicht alle Marken verfügen über diese Funktion.

Frühere HART-Handheld-Kommunikatoren (auch bekannt als Handhelds) konnten nur mit Geräten kommunizieren, die das HART-Kommunikationsprotokoll nutzen. Hersteller bieten heute Kompatibilität mit den gängigsten Kommunikationsprotokollen: HART, FOUNDATION Fieldbus und sogar PROFIBUS PA, obwohl letztere Option weniger häufig ist.

Der beste HART-Kommunikator

Der Endress+Hauser SMT70 ist heute wohl der beste HART-Kommunikator auf dem Markt. Dies ist im Wesentlichen ein Tablet, der mit vorinstallierten Treiberbibliotheken geliefert wird. Der Touchscreen ist einfach zu bedienen und ist eine Komplettlösung, um Feldinstrumente während des gesamten Lebenszyklus zu verwalten. Es funktioniert auch als Windows-Tablet, um E-Mails zu überprüfen, Suchanfragen auszuführen, andere Software zu installieren, WLAN-Verbindung herzustellen, Telefonate zu führen usw.

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Darüber hinaus verfügt dieses Tablet über alle Genehmigungen und Zertifizierungen, die notwendig sind, um in rauen Umgebungen zu funktionieren. Neue Geräte können Bluetooth oder sogar einen Webserver haben, sodass wir das Gerät ohne spezielle Software oder Werkzeuge, sondern nur über den Browser konfigurieren können (IE, Chrome, Edge, Firefox usw.).

Wie funktioniert ein HART-Kommunikator?

HART-Handheld-Kommunikatoren arbeiten mit Software, die eine Gerätebeschreibung (DD) interpretiert, um die Daten von diesem Gerät ordnungsgemäß anzuzeigen. HART-Kommunikatoren verfügen über eine Standarddatenbank, die eine breite Palette von Anbietern, Geräten und Versionen umfasst. Ein neues Handheld verfügt unter Umständen über mehr als 2000 vorinstallierte DDs, und wir können auch noch weitere hinzufügen. Um die Informationen zu erhalten, müssen wir den Handheld-Kommunikator mit einem 250-Ohm-Widerstand an das Gerät anschließen.

Warum benötigen HART-Kommunikatoren 250-Ohm-Widerstände?

Wenn Sie ein Feldingenieur sind, wissen Sie nie, wann Sie einen 250-Ohm-Widerstand benötigen. Also tragen Sie wahrscheinlich einen in Ihrer Tasche.

Der HART-Kommunikator verwendet ein Analog-Plus-Digital-Protokoll. HART interpretiert 1200 Hertz als „1“ und 2200 als „0“. Damit der HART-Kommunikator Daten lesen kann, müssen wir eine Impedanz auf der Schleife erstellen. In den meisten Anwendungen haben wir bereits eine, aber manchmal müssen wir ein Minimum von 230 Ohm erstellen, entsprechend der Empfehlung der FieldComm Group.

Wenn wir die Impedanz bereits im Steuerungssystem haben, brauchen wir einen 250-Ohm-Widerstand, um diese Impedanz zu erzeugen und mit dem Feldgerät zu kommunizieren.

Parallel- und Reihenschaltung im Vergleich

Das kommt häufig vor, in der Regel mit Vierdraht-Feldgeräten. Das liegt daran, dass das Konzept des passiven und des aktiven Ausgangs Verwirrung stiften kann. Wir können den Kommunikator auf zwei verschiedene Arten anschließen:

Parallelschaltung

Verbinden Sie den HART-Kommunikator parallel zum Ausgang des Gerätes, mit einem Gerätekabel auf der positiven Seite und einem auf der negativen Seite. Diese einfache Schaltung, mit der Impedanz, wird ohne Probleme kommunizieren.

Reihenschaltung

Verbinden Sie den Kommunikator mit dem Kommunikationsport des Feldgerätes. Die meisten Feldgeräte haben einen Kommunikationsport, daher sind Reihenschaltungen meist einfacher.

hart Reihenschaltung
mit freundlicher Genehmigung: Visaya

Wenn Sie keine Impedanz haben, verwenden Sie einfach den Widerstand, den Sie in der Tasche tragen (Sie sollten immer), um eine Kommunikation zwischen dem Gerät und dem Kommunikator herzustellen.

mit freundlicher Genehmigung: Visaya

Und jetzt zu den Vierdrahtgeräten. Zuerst müssen wir den Widerstand von dem positiven zum negativen Ausgang verbinden. Dann verbinden wir den HART-Kommunikator parallel zum Widerstand, um die Kommunikation herzustellen.

Was ist ein HART-Modem?

Ein HART-Modem ist ein Gerät, das einen PC oder ein Mobilgerät in einenfunktionsfähigen HART-Kommunikator umwandelt. Die USB- oder Bluetooth-Verbindung ermöglicht eine bidirektionale Kommunikation zwischen einem Smartphone oder einem PC/Laptop. Dann empfängt das Gerät die digitale Kommunikation, die in der analogen Schleife übertragen wird.

Ein HART-Modem ist eine günstigere Option als ein HART-Handheld-Kommunikator. Aber nur, wenn Sie bereits ein Laptop oder ein Tablet haben, die genügend Batterielebensdauer haben, um den Produktionsbedingungen standzuhalten.

Die besten HART-Modems

Wir empfehlen, HART-Modems wie das ProComSol HM-USB-ISO oder das Commubox FXA195 von Endress+Hauser zu verwenden. Diese Geräte haben mehr oder weniger die gleichen Eigenschaften, aber das ProComSol-Modell ist eine kostengünstige Lösung und außerdem ein Teil der FieldCom Group. Hier bauen wir die Verbindung auf eine ähnliche Weise auf wie wir es bereits früher bei dem Handheld Kommunikator erklärt haben.  

Gerätebeschreibungen (DD) für den HART-Kommunikator

Der HART-Kommunikator muss Daten vom Feldgerät verstehen und in einer benutzerfreundlichen Schnittstelle anzeigen können. Die Information erscheint nicht einfach magisch auf dem Bildschirm; dafür brauchen wir Dateien, die dem Kommunikator helfen, Informationen zu verstehen und zu organisieren. Diese Dateien werden Gerätebeschreibungen oder DDs genannt. Die meisten Handhelds verfügen bereits über vorinstallierte Bibliotheken mit Tausenden von DDs.

Aber früher oder später müssen wir diese Bibliotheken für neue Geräte oder Revisionen aktualisieren. Wenn wir die richtige DD-Datei nicht haben, bekommen wir nur eine allgemeine Ansicht des Geräts und können die meisten Informationen nicht ändern.

DD-Updates

Dieses besondere Verfahren kann je nach HART-Handheld variieren. Normalerweise haben sie ähnliche Anforderungen, aber wir müssen den Anbieter bitten, das auch zu gewährleisten.

Meistens brauchen wir eine Lizenz, um die DD-Bibliothek zu aktualisieren. Wenn wir einen neuen HART-Kommunikator kaufen, bekommen wir eine drei- oder fünfjährige Lizenz, mit der wir die Bibliothek kostenlos aktualisieren können. Sobald diese Lizenz abgelaufen ist, müssen wir eine neue kaufen.

Wir können Ausnahmen von dieser Regel finden, aber diese Vorgehensweise ist der Normalfall. Darüber hinaus müssen wir wahrscheinlich die Dateien konvertieren, bevor wir sie installieren können. Manchmal ist das Konversionsverfahren einfach, aber manchmal könnte es notwendig werden, um Dateien löschen zu können.

Die perfekte Software für die Bedienung von HART-Feldgeräten

Es gibt mehrere Software-Optionen, um Feldgeräte kostenlos einzurichten, zum Beispiel PACTware und DeviceCare (nur für Geräte von Endress+Hauser). Aber wir müssen die Bibliothek oder die DD/DTMs von der Herstellerseite manuell herunterladen.

Für denFall, dass Sie eine Software mit der kompletten Bibliothek von HART-Geräten auf dem Markt haben möchten, hängt die Auswahl der besten Software von der Benutzerfreundlichkeit ab, die Sie haben wollen. Für Punkt-zu-Punkt-Verbindung stellt die Device2000 Smart Device Communicator die beste Option dar. Sofort nach der Installation dieser Software wird Ihr Laptop in der Lage sein, das Netzwerk über das HART-Modem zu scannen und mit jedem HART-Feldgerät zu verbinden, um es zu konfigurieren!

In einem Szenario, in dem wir Projekte und Netzwerke erstellen sollen, müssen wir alle in unserer Anlage installierten Feldgeräte überwachen und konfigurieren können. Hierfür ist eine der interessanten Optionen die Kombination aus den Bibliotheken von PACTware und Codewrights. Dies ist sicherlich eine der besten Optionen, wenn es um Preis und Qualität geht.

Auf der anderen Seite, wenn Sie eine komplette Software mit einer der besten und benutzerfreundlichsten Schnittstellen suchen, ist Fieldcare von Endress+Hauser die beste Wahl. Der Preis ist zwar etwas hoch, doch die Qualitätsstandards sind sehr hoch.

HART-Konfiguration

Einige Kunden betrachten die Konfiguration als eine unerlässliche Funktion in einem HART-Kommunikator. Damit sind Sie nicht nur in der Lage, das Feldgerät zu konfigurieren, sondern auch Repliken mit derselben Konfiguration zu erstellen. Der erste Schritt ist, Konfigurationen aus dem Feldgerät herunterzuladen und auf ein anderes Gerät hochzuladen.

Dies kann die Einrichtungszeit eines neuen Gerätes auf ein paar Sekunden verkürzen. Die meisten HART-Kommunikatoren ermöglichen es Ihnen, eine Konfiguration auf ein neues Gerät einfach hochzuladen, wenn das Gerät von demselben Typ ist. Allerdings lassen es, abhängig von der Software, einige Kommunikatoren nur zu, die Konfiguration für Vergleichszwecke (PDF-Dokument) anstatt zum Hochladen herunterzuladen. Wenn man diese Konfiguration also haben will, muss man es manuell tun.

Um mehr über HART-Kommunikatoren zu erfahren, please ask our engineers!

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