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HART现场总线 - 泓格HART系统整合解决方案

2014-08-22 17:15:33 来源：金泓格

HART现场总线 - 泓格HART系统整合解决方案

HART协议 (全名Highway Addressable Remote Transducer, 高速可寻址远程传感器)，用于现场智慧仪表和控制端间的一种全球标准通信协议，该协议目前向所有用户免费开放，注册商标和版权为HART通讯基金会(HCF)所有。HART协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号，在4mA~20mA信号上迭加幅度为0.5mA的数字信号来进行双向数字通讯，通讯传输鲍率为1200 bps，数字信号用两个频率表示：1200Hz 代表逻辑’1’，2200Hz 代表逻辑’0’，如下图所示，是同时具有模拟量和数字量两种信号的传输功能，因此用户可获得更多现场仪表信息 (如:组态、诊断、校准和维护等各种信息)，在经过近20年的发展，HART协议技术在国外已经十分成熟，并已成为全球智能仪表的工业标准，目前已实际应用在各种大型工控环境，如:匈牙利的多瑙河炼油厂、美国大型的热电联产厂、日本鹿岛的三菱化学工厂、委内瑞拉的大型油田、阿普尔顿造纸厂等。

泓格科技在HART总线领域上已深耕多年，目前已开发多种HART相关功能产品，包含各种转换器/网关/IO模块等，因此，通过选择适当的泓格HART总线产品，用户可轻松管理、整合HART总线设备间的数据交换及传递。
(1) HART信号转换器(Converter):
能在多种信号传输接口(如: COM、USB、Ethernet)之间，担任HART实体总线的沟通连接角色，是建立复杂网络结构时的重要基础单元，此外，泓格也提供HART转光纤转换器，可通过光纤延长HART通讯距离，及HART转模拟量信号转换器，将HART数字量信号数据转成模拟电流输出，并同时具备HART通讯监视功能，在紧急状态发生时，自动触发模块内建继电器来启动或关闭设备运作，降低灾害发生。
(2) HART协议转换网关(网关):
可快速整合HART设备至不同通讯协议(如: Modbus、PROFIBUS)的控制网络。
(3) HART I/O模块:
可用来同时存取HART设备的模拟量及数字量信息，轻易完成HART总线控制系统。

泓格HART转换器系列产品：

模块名称	I-7547 (以太网转HART)	I-7567 (USB 转 HART)	I-7570 (串行转HART)
控制端通讯接口	以太网	USB	RS-232,RS-422,RS-485
HART通道数量	4	1	1
信号隔离	500 Vrms	2500 Vrms	2500 Vrms
DC/DC隔离	3000 VDC	3000 VDC	3000 VDC
控制端通讯协议	HART	HART	HART
支持驱动	无(支持 VxComm)	Win2K/XP，Win7(32/64bit)	无
电源供应方式	10 ~ 30 VDC	USB	10 ~ 30 VDC
250Ω回路电阻	跳线可调整	跳线可调整	跳线可调整
免费软件工具	HC_Tool	HC_Tool	HC_Tool

泓格HART转换器产品应用：
(1)免费软件工具 : (HC_Tool)
通过泓格所提供的HART转换器免费软件工具(HC_Tool)，用户可执行扫描功能，来得知目前HART网络上的HART仪表数量，并能针对每个HART仪表进行信息存取及参数设定，来达成HART设备快速检修/维护的目的，也支持HART封包记录及解析功能。

(2)整合HART OPC Server :
HART基金会(简称HCF)，其网站提供HART OPC Server (30天试用版)，通过HART OPC Server，使用者可轻易地将HART设备信息，与应用程序作整合，如图控软件(InduSoft)。

(3)支持FDT (Field Device Tool) 软件工具 :
FDT (Field Device Tool, 现场设备工具) 是一个将控制系统端及现场设备端间的通讯及组态数据交换接口标准化的技术规范，目前ABB、E+H、Siemens和YOKOGAWA等近百家厂商都提供支持FDT技术的设备产品，因此FDT所支持的设备支持互操作性功能，让任何设备，不论它的供货商，设备类型和通信协议，都能通过标准化FDT技术来进行组态，操作和维护，而泓格所提供的HART转换器(包含I-7547 / I-7567 / I-7570)均支持FDT软件工具，因此用户可轻松地快速构建HART实时的监控及组态系统。

泓格HART 网关系列产品：

模块名称	HRT-710 (Modbus/HART 网关)	HRT-711 (MBTCP/HART 网关)	GW-7557 (PROFIBUS/HART 网关)
控制端通讯接口	RS-232,RS-422,RS-485	以太网	RS-232
HART通道数量	1	1	4
信号隔离	2500 Vrms	2500 Vrms	2500 Vrms
DC/DC隔离	3000 VDC	3000 VDC	3000 VDC
控制端通讯协议	MB/RTU MB/ASCII	MB/TCP	DP-V0
支持驱动	无	无	无
电源供应方式	10 ~ 30 VDC	10 ~ 30 VDC	10 ~ 30 VDC
250Ω回路电阻	跳线可调整	跳线可调整	跳线可调整
免费软件工具	HG_Tool	HG_Tool	PH_Tool

泓格HART网关产品应用：
(1)免费软件工具 : (HG_Tool / PH_Tool)
通过泓格所提供的HART网关免费软件工具，用户可快速地将HART仪表信息，自动对应至Modbus地址，并将配置文件存盘，加载至其它网关模块，快速完成大量配置，同时也提供HART通讯状态故障检测功能，确保整体HART网络通讯正常，简易操作三步骤完成HART信息整合。
(1) 加入HART设备至HART网关模块 (如: HRT-710)。

(2) 确定HRT-710模块已正确读取到HART设备数据。

(3) 由Modbus通讯读取HART设备CMD 3数据。

(2)废水处理应用案例 : (采用E+H之HART流量计)
[1] 原始系统: 由下方PC主机采用FDT软件，进行HART仪表信息读取及参数设定。
[2] 扩充功能: 加入HRT-710将原本HART信息，通过Modbus通讯整合至上方图形监控软件。

(3)整合RS-232硬件接口的HART通讯设备 : (MCU900)
需求: 此MCU900的HART设备，硬件接口为RS-232，而软件通讯协议为HART协议，使用者想通过Modbus来整合设备信息至SCADA系统。
解法: 采用以下硬件架构，即可达成。
[1] 先使用I-7570将MCU900设备的RS-232接口转成HART接口。
[2] 再使用HRT-710或HRT-711将HART通讯协议，转成MB/RTU或MB/TCP通讯协议。
[3] SCADA端即可通过Modbus通讯，来整合MCU900设备数据至SCADA监控系统。

泓格 HART I/O 系列产品：

模块名称	I-87H17W (HART AI)	I-87H24W (HART AO)
控制端通讯接口	RS-485	RS-485
HART通道数量	8	4
信号隔离	2500 Vrms	2500 Vrms
DC/DC隔离	3000 VDC	3000 VDC
控制端通讯协议	DCON	DCON
支持驱动	无	无
电源供应方式	10 ~ 30 VDC	10 ~ 30 VDC
250Ω回路电阻	内建	内建
免费软件工具	API / Demo	API / Demo

泓格HART I/O 产品应用：
(1)瓦斯天然气管线压力检测系统:
一般瓦斯天然气输送至用户过程中，须经由长途输气管线来运输，而管线内的压力会由高压降成中压，再降成低压，*后再输送至用户家庭，因此在如此长途的输送过程中，若管线有所破裂而无法得知，将会造成瓦斯公司*损失，甚至更严重的会导致公安意外发生，所以严格控管瓦斯运输管线的压力即为瓦斯公司*重要的任务，该公司使用HART总线压力计来达成稳定测量及设备易维护的方式来实现，并采用泓格XPAC-8000控制器搭配I-87H17W的8通道HART AI模块来快速采集多台HART压力计信息，并通过网络方式回传至控制中心，来达到所有输送管线压力集中监控的目的。

泓格HART总线产品整体应用架构：
由下列图表，用户可了解HART总线的应用架构，并清楚泓格HART模块在HART通讯网络中所扮演的角色。

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