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HART协议接收模块


长恒仪表

HART 协议接收模块 说明书

淄博长恒仪表有限公司
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北京办事处
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智能HART回路接口和监控器 描述
HART型回路接口监控器 HIM将您的现场智能 HART多变量变送器和阀门的优势尽情发挥了出来。

HIM

转换HART信号至4-20mA信号
HIM可以通过一个智能仪表测量多达三个不同 的模拟量,而无须另外再接线。

充分利用智能HART变送器的潜能
HIM可以将您的智能 HART变送器的潜能尽情发 挥,并充分利用所有的过程和诊断信息。

可以和每一种智能HART仪表配合使用
通过一个非常简单的 PC程序,HIM可以在数分 钟之内与HART监控设备相联接: ◆多变量质量流量变送器 ◆双重传感器温度变送器 ◆压力变送器 ◆科氏,电磁。超声波和涡街流量计 ◆PH值变送器 ◆雷达和静态液位变送器 ◆阀门定位器和阀门执行机构 HART型回路接口监控器 HIM的封装为金属外壳, 安装在标准的 DIN导 上。

性能
◆可以读取三个模拟量信号: HIM根据智能变送器提 供的参数转换为模拟量。这些参数有多变量变送器 的四个变量,或用户选择的阀 门参数,如阀位。 ◆高/低过程量及回路诊断报警: HIM提供两个报警,

HART转换为MODBUS RTU信号
用户可以将 HART数字量转换为 MODBUS RTU 通信协议输出值。这样可以使您的 HART仪表与 MODBUS控制系统直接连接。

分别可设定为高 /低报警,或当变送器诊断到回路故 障时脱扣。 ◆可设置为一级和二级主机,或“聆听”模式: 用户 设置选择为 HART主机或无源的“聆听”模式。 ◆常规或非正常 HART模式:HIM 可以设置为以下 两种模式接口智能 HART仪表,即常规模式或非正 常模式。 ◆5位大屏显示: 用工程单位显示设定的过程量,或     在两个变量间切换。它也提供 HART仪表出错状态 的现场显示。 ◆隔离的输出通道: 能对地回路和其他工厂内噪音干 扰提供有效的隔离。

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智能HART回路接口和监控器
监控智能多变量变送器
HIM可以从多变量变送器的信号里提取有用的信 息,而这些信息以前是读取不了的。例如,智能 HART多变量质量流量计能测量到三个过程量:压力、 温度和差压。通过这些参数,可以计算出质量流量, 再以4-20mA模拟量信号的形式传送到控制系统。 可是,除非用户的系统是具有 HART协议的,否 则无法持续监控过程变量,并进行计算。非主要测量 变量是必须的,因为其中一个或多个过程量对于工艺 过程的质量或安全特别重要。

HIM

转换HART信号至4-20mA信号
通过安装在 4-20mA回路里,HIM可以读取HART 信号中叠加在模拟量信号上的数字量信息。它将数字 量转换为模拟量信号,从而能被就地的控制系统如 DCS,PLC读懂。这样用户就能持续跟踪变送器的第 二个,第三个,第四个变量。每个模拟通道可经过编 程独立地监控变量。

HART手操 器可以 连接在4-20mA 回路的任何 位置 (HART第二主 机)

4-20mA代表主变 量 (质量流 量) HART数字信号含有主, 第二,第三或第四变量 数据以及仪表诊断信息

4-20mA和第2变 量(DP)成 正比 4-20mA和 第3变 量(P)成正比 4-20mA和 第4变量(T)成正比 响应第4变量(T)的 高限报警 HART变送器 故障报警 (HART主机) HIM HART接口模块从 智能HART仪表中"分解 出"数据
注意: 1:HART回路 中 只能 有 一个 主 机和 一 个辅 机 ,HIM可 以 组 态 成 主机 或 辅机 成"聆 听"模 式 。如 果 一个HART通 讯控 制 系 统 作 为主 机 ,那 么HIM就组 态 成为 辅 机,HART手 操器 就 不 可 以应 用 于回 路 中。 如 本图 所 示, 如 果控 制 系统 是 非 HART通讯 的 ,HIM可 组 态为 主 机,HART手 操器 成 为辅 机 。 在"聆听"模式 中 ,HIM可 以 和主 机 、辅 机 在同 一 回路 中 (如 图4所示) 2:HIM可以 连 接在 信 号回 路 中的 任 何终 端 上, 信 号回 路 必 须 带 有250到1100欧姆 的 负载 的 保证 通 讯成 功 。

智能HART 多变量 质量流量 变 送器

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智能HART回路接口和监控器
设备类型 典型的初始/非初始过程量
? 质 量 流 速 ? 体 积 流 速 ?密 度 ? 温 度 ? 传 感 器 温 度 ? 比 重 ? 浓 度 ? 修 正 容 积?总溶质速率 ? 流 速 ? 初 始 流 速 ? 体 积流 速 ? 稳 定 流 速 ? 正 积 算 ? 负 积 算 ? 净 积 算 ? 流 速 ? 声 波 速 度 ? 正 积算 ? 负 积 算 ? 流 速 ? 总 流 速 ? 温 度 ?涡 街 频 率 ? 液 位 ? 容 积 ? 压 力 ? 差压 ? 传 感 器 压 力 ? 温 度 ? 传 感 器 温 度 ? 液 位 ? 距 离 ? 界 面 容 积/质 量 ? 液 位 百 分 比 ? 量 程 百 分 比 ? 内 部 温 度 ? 输 出 百 分 比 ? 距 离 百 分 比 ?物 体 容 积/质 量 ? 反 射 ? 空 间 容 积 ? 压 力 ? 差 压 ? 量 程 百 分比 ? 温 度 ? 传 感 器 温 度 ?PH值 ? 温 度 ? 电 极 性 能 ? 阀 位 百 分 比 ? 输 入 ? 气源 压 力 ? 设 置 值 ? 设 置 偏 差 ? 执 行 器 压 力 ? 定 位 器温度

HIM

多 变 量 质 量 流 量 变 送 器 ? 质 量 流 速 ? 压 力 ? 差 压值 ? 温 度 ? 流 速 ? 速 率 积 算 ? 传 感 器 温 度 科氏流量计 电磁流量计 超声波流量计 涡街流量计 静态液位计 雷达液位计变送器 压力变送器 PH值 变 送 器 阀 门 定 位 器/执 行 机 构

过程报警和诊断报警
HIM有一个或两个报警输出,可以用作基于设置值的过程量高 /低报警, 也可以用作诊断变送器或阀门定位 器是否出错的报警。 过程量高/低报警 -HIM和通常的报警间的差异在于 HIM除了响应模拟量信号外, 也响应数字量信号。 这样 HIM可以监控任意动态 HART变量。例如,对于多变量质量流量变送器, 当变送器的第四个变量超出用户设置值 时,继电器可设置为脱扣。 用户可以对每个报警脱扣通道进行单独设置。两个通道可以监控同一个过程变量 ,也可以监控不同的过程 量。     HART 仪表诊断报警 -通过分析HART数字信号里含的设备状态位, HIM在检测到以下状态时,触发一个报 警: ◆智能仪表设置值改变 ◆初始变量超限 ◆非初始变量超限 ◆初始变量模拟输出超限 ◆初始变量模拟输出固定 ◆冷启动 ◆现场仪表故障 ◆其他状态

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智能HART回路接口和监控器
智能HART阀门监控和在线ESD阀门测试
HART 型回路监控器 HIM可以监控智能 HART阀 门定位器和执行机构。它的 4-20mA模拟输出可以跟 踪重要的参数,如阀位,执行器压力或温度。报警 输出可对阀位开 /关,执行器压力过低,定位器温度 高/低等进行报警。 局部阀门行程测试为了在线测试紧急切断阀, HIM可以在不关闭阀门的情况下核实阀门是否工作 正常,而传统做法是将阀门关闭。 例如,使用逻辑处理器,如 DCS或PLC发一个 90%的信号到阀门,为 18.4mA。当阀门达到 90%的 设置值时,继电器执行脱扣动作,以表明阀门行程 达到90%设置值。然后,测试信号由逻辑处理器还 原为100%,阀门也重新打开。 HIM第二个继电器设 置为全开,以证明阀门在测试后确实已重开。该过 程证明阀门确实达到过 90%,而没有堵住。因为阀 门很快就重开,所以该测试没有对过程流量 大的影响,而使过程停滞。 HIM 模拟输出可以用于为其他重要的阀门参数 提供状态信息,如阀门行程,阀门输出压力。 成太
智能HART 设备 链接#1 冗余 链接#2 代表主 ,第二,第 三 或第四HART变量 HIM HART接口模块 带MODBUS输出(MB或MBIAO)
HIM HART接口模块 方便ESD阀门测试

HIM

HART信号转为MOD BUS RTU信号
如果选择MB或MB1AO输出类型, HIM可以将 HART数字信号转换为 MODBUS RTU 输出信号。这 样HART仪表就可通过 MODBUS RTU 通信协议直接 与控制系统相联接。另外,这些型号的 HIM还提供 了类似于MODBUS联接的冗余通信联接。即使其中 一条MODBUS 联接中断,整个通信也不会中断。 带MB1AO的HIM还提供一个 4-20mA模拟输出。 输出映射任何一个 HART参数(第一,第二,第三, 第四),这样可以持续监控其中一个参数。

代表主变量 叠加 HART数字 信号

阀 门开 度(4-20mA) 阀 输出 压 力(4-20mA) 阀 满量 程 输出(继 电 器#1) 阀90%开 度(继 电 器#2)

模拟和数字形式的多支路HART网络操作
HART仪表一般在模拟模式,和控制系统以 4-20 mA的形式进行交流。在此模式里, HIM的监控地址 设置为0。而在数字形式的 HART多支路HART网络 里,在同一根线上可以有 15个HART仪表进行数字通

4-20mA阀 门 控制 信 号 叠 加HART数 字 信号

信。HIM可以监控任何一台仪表。 HART地址可以随 时更改,使任何一台仪表被间断性地监控。

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智能HART回路接口和监控器
有一个一级主机和一个二级主机。 一级主机- 当控制系统为非 HART通信,这时回 路里没有HART主机,那么 HIM就可设置为一级主机。 同时允许诸如 HART手操器的二级主机在回路里使用。 二级主机- 当一个基于HART的控制系统,如 ASSEL阿塞尔管理系统作为一级主机,那么 HIM可设 置为二级主机。这时就不能使用 HART手操器 “聆听”模式- 如果回路里有一级和二级主机, HIM就可设置为“聆听”模式。此时它没有主机的功 能,而只是作为从机。 HIM从智能仪表持续采样 HART 数据,而不影响正常的回路操作。在“聆听”模式里, 智能HART仪表需设置为非正常模式,或者 HART主机

HIM

简单的PC编程
所有操作参数都可以用我们的 PC设置软件快速简 便地设置: ◆HART参数- 仪表地址,重试次数,正常或非正常    模式,一级/二级主机或聆听模式。 ◆模拟输出- 可以选择以下测量值:输出量程,输出     整定,输入超限。 ◆报警设置- 过程或故障报警,脱扣点,高 /低报警, 死区,延时,故障安全或非故障安全。 ◆显示参数- 显示参数的选择,工程单位的设置,小     数点位置,过程测量值的切换。 ◆用户定义线性化曲线- 用户可以选择 128点线性化曲 线。这样可以将非信号输入转换成线性输出。 ◆输出/显示缩放- 变量选择,零点和满量程值。

必须不断轮流检测智能 HART仪表。

设置为正常或非正常模式
若HIM设置为回路的一级或二级主机,就可以监 控: 正常模式(Normal)-HIM每秒2次轮流检测 HART 仪表,监控当前过程状态和仪表诊断状态。仪表对要 求作出响应。 非正常模式(Burst)-在此模式里,智能 HART仪表 持续传输过程量和监控状态。 HIM每秒3次采样HART 仪表数据。

第二主机 (HART手操器)

帮助信息
按设置软件里的 HELP图标,弹出 HELPMAP 窗 口。它提供快速完整的帮助信息,如性能,设置,安 装,维护等。

(主机)

设置为一级/ 二级主机或“聆听”模式
在HART主从系统里, HIM可设置为一级 /二级主 机模式,或从机“聆听”模式。一个 HART回路只能

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智能HART回路接口和监控器 性能
输入精度:由HART仪表精度决定 输入阻抗:传输模式,150Ω 接收模式,<5kΩ 字符格式: 一个起始位, 8个数据位,一个结束位 数据格式: 用户选择的标准的最低有效位(默认), 或交换的最高有效位。 功率损耗: <4.5W

HIM

模拟输出
输出精度:最大量程的± 0.015% 输出响应时间: <120ms 隔离能力:1000Vrms 纹波:<10mV峰峰值 输出限值:最大量程的130% 负载能力:最大1100Ω(0-20mA) 负载影响:±0.01% 输出超限: 0-20mA:低限为0mA,高限为23.6mA 4-20mA:低限为3.6mA,高限为23.6mA X-20mA(0<X<4):低限为XmA的90%,高限为 23.6mA

显示
类型:两行LED显示,上行为 10mm,下行为6mm。 格式:上行为带符号和标点的 5位字符,下行为 5位字 符 小数点位置: 用户定义 范围:-99999~99999 刷新率:100ms LED信息显示: 输入:HART连接正常为绿色,否则为红色 预备:HIM初始化和操作正常为绿色,否则为红色 脱扣1和2: 显示报警状态(红色),否则为绿色 操作和储存温度: -40~+85℃ 显示范围: -25~+85℃ 延时范围: -25~+70℃ 环境湿度: 非凝结,0-95% 环境温度影响: 最大±0.0065%/℃ 抗RFI/EMI干扰能力: 标准为20V/m,加-RF选项为 30V/m 抗噪音干扰能力: 抗共模干扰能力, 100dB@50/60Hz 重量:567g

报警输出
数字响应时间: 正常模式最大为 500ms,非正常模 式为333ms 报警响应时间: 数字响应时间 +150ms 报警延时:0-120s

MODBUS输出
类型:标准的MODBUS RTU 协议,RS485接口 地址范围:1-255 波特率:300,600,1200,4800,9600,19200

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智能HART回路接口和监控器 选型
型号
HIM

HIM

输入                输出                 
HART 2AO两 个 可 编 程 模 拟 输 出 通 道 (详 见 下 表 ) 3AO三 个 可 编 程 模 拟 输 出 通 道 (详 见 下 表 ) MODBUS通 信 MB两 个MODBUS数 据联接冗余 MB1AO带 一 个 模 拟 输出通道的两个 MODBUS数 据 联 接 冗余

电源                

选项            

封装
DIN

24DC±10%

-1PRG一 个 用 户 编 程 报 警 输 出 - 2PRG二 个 用 户 编 程 报 警 输 出 -HS密 封 继 电 器 -RF增 强 抗RFI/EMI能 力DIN

举例:HIM/HART/3AO/24DC/-2PRG[DIN]

HART数字信号转换为模拟和继电器输出信号
通道           选型类型      
1 2AO 或MB1AO 2 3( 可 选 ) 4( 可 选 ) 5( 可 选 ) 2AO

输出                                                  描述
0-20 mA 4-20mA 0-20 mA 4-20mA 转换HART信号至4-20mA信号-每 个 用 户 定 义 的 通 道 提 供 一 个 模 拟 量 , 对 应 于 一 个 动 态 的HART变 量 , 如 初 始 值 , 第二个,第三个,第四个变量;输出可调整至量程内任 何范围;内部或外部供电,有源或无源信号。

3AO

0-20 mA 4-20mA 继电器 继电器

-1PRG -2PRG

过程和诊断报警-用 户 编 程 报 警 输 出 可 单 独 设 置 为 : ◆过程和状态高低报警: 任 何 动 态HART变 量 超 出 用 户 设 定值时起动。 ◆HART仪表诊断/故障报警: 对 应 于 以 下 的 状 态 组 合 , 如      初 始 值 超 限 , 非 初 始 量 超 限 , 初 始 值 模 拟 输 出 超 限 ,      初 始 值 模 拟 输 出 固 定 , 冷 启 动 , 现 场 仪 表 故 障 , 其 他      状 态 。 ◆HIM自诊断/故障报警: 持 续 监 控 自 身 状 态 , 当 诊 断 到 非      正 常 状 态 时 启 动 报 警 。

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智能HART回路接口和监控器 尺寸图

HIM

端子位置图 上部 端 子(T)

低部 端 子(B)

端子接线图


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