Multipleksery HART MTL

>> Katalog MTL4850, MTL4854
>> Katalog MTL4851, MTL4852

Inteligentne przetworniki i pozycjonery z komunikacją w protokole HART są standardem w nowoczesnych instalacjach przemysłowych. Zastosowanie multiplekserów HART pozwala na pełne wykorzystanie potencjału przetworników inteligentnych, niezależnie od systemu sterowania DCS / PLC / ESD umożliwiając m.in. zdalną diagnostykę, konfigurację, status przetwornika oraz transfer do czterech dodatkowych zmiennych procesowych (oprócz sygnału głównego reprezentowanego przez prąd pomiarowy 4-20mA).

HART® to skrót od Highway Addressable Remote Transducer. Jest to otwarty protokół umożliwiający dwukierunkową komunikację cyfrową z urządzeniami obiektowymi „Smart”, takimi jak przetworniki, pozycjonery zaworów itp. Protokół pozwala na przenoszenie dodatkowych informacji z sygnałem analogowym 4-20mA tą samą parą przewodów. Daje to użytkownikowi dostęp do funkcji oferowanych przez najnowsze oprogramowanie konfiguracyjne i serwisowe (zdalna konfiguracja i diagnostyka urządzeń polowych, dodatkowe zmienne pomiarowe).
Aby uzyskać dostęp do zasobów inteligentnych urządzeń polowych konieczny jest odpowiedni interfejs HMI. Ręczne komunikatory są często używane do kalibrowania i serwisu pojedynczych urządzeń, lecz są niepraktyczne w przypadku dużych systemów. Oparte na komputerze PC narzędzia do zarządzania przyrządami mogą zdalnie komunikować się z urządzeniami HART w celu zarządzania kalibracją i innymi parametrami przyrządów z centralnej sterowni. Nowoczesne systemy DCS / PLC oferują bezpośredni interfejs HART i obsługują ciągłe wykorzystanie danych HART. W przypadku systemów I/O, które nie obsługują protokołu HART, konieczne są multipleksery HART.

Multipleksery HART MTL zapewniają prosty interfejs między inteligentnymi urządzeniami obiektowymi, systemami sterowania i oprogramowaniem do zarządzania instrumentami HART działającym na stacji roboczej PC. W ofercie firmy Eaton Electric Ltd. / MTL (d. Measurement Technology Ltd.), dostępne są trzy warianty multiplekserów HART:

• MTL4851 z modułami rozszerzenia MTL4852, o skalowalnej topologii – dedykowane do większych instalacji. Moduł MTL4851 (Master) jest modułem komunikacyjnym RS485 z jednoczesną obsługą 16 kanałów HART. Moduły rozszerzenia MTL4852 (Slave) umożliwiają podłączanie kolejnych 16 kanałów HART do układu i są połączone wewnętrzną magistralą z modułem Master, korzystając z łącza RS485 udostępnianego przez MTL4851. Do jednego modułu Master MTL4851 można podłączyć maksymalnie 15 modułów Slave MTL4852 otrzymując układ multipleksera dla 256 kanałów HART. Dalsza rozbudowa systemu jest możliwa dzięki adresowaniu modułów master na magistrali RSS485 – adresy są ustawiane przełącznikami na płycie bazowej multipleksera. Na jednej magistrali RS485 można skonfigurować do 31 modułów MTL4851, maksymalna pojemność systemu wynosi więc 7936 urządzeń HART na jednym łączu szeregowym.
• MTL4850 autonomiczny multiplekser 32-kanałowy, dedykowany dla systemów zabezpieczających – blokadowych o poziomie nienaruszalności bezpieczeństwa do SIL3 (zgodnie z IEC 61508 / IEC 61511 dot. bezpieczeństwa funkcjonalnego) oraz dla mniejszych instalacji,
• MTL4854 przydatny w zastosowaniach, w których ścieżki komunikacji z kilkoma urządzeniami obiektowymi muszą być ustanawiane i utrzymywane równolegle. Moduł posiada 32 kanały do połączenia z pętlami urządzeń polowych, podobnie jak MTL4850, jednak w MTL4854 zintegrowano 4 oddzielne, działające niezależnie 8-kanałowe modemy HART. Taka unikalna konstrukcja umożliwia jednoczesną komunikację z kilkoma urządzeniami obiektowymi za pośrednictwem jednego łącza szeregowego. Pozwala to na m.in. na optymalizację procedur testów okresowych zaworów bezpieczeństwa PST (Partial Stroke Test), przeprowadzanych zdalnie z wykorzystaniem komunikacji HART a także szybszą inicjalizację i skanowanie pętli.

Wszystkie powyższe moduły MUX są kompatybilne z protokołem HART Rev.5-7, posiadają wskaźniki LED do diagnostyki stanu pracy i ewentualnych błędów, wbudowany rejestr zdarzeń, automatyczne wykrywanie szybkości transmisji i izolację galwaniczną między kanałami.

Moduły multiplekserów są przeznaczone do montażu na szeregu uniwersalnych płyt przyłączeniowych HART i płyt bazowych. Płyty służą nie tylko jako podstawa montażowa modułów multipleksera, są także wyposażone w zaciski zasilania, zaciski podłączenia magistrali RS485 i przełączniki konfiguracyjne, a także złącza dla pętli do urządzeń obiektowych. W zależności od wersji płytki są to zaciski śrubowe lub gniazda wielostykowe, umożliwiające podłączenie od 16 do 64 kanałów HART do jednej płyty.

Dostępne są trzy rodzaje płyt do multiplekserów HART:

1. Płyty bazowo-przyłączeniowe, uniwersalne, typu HTP-SC16 czy HTP-SC32, posiadające podstawkę do montażu modułu MUX i jednocześnie zaciski śrubowe do podłączenia odpowiednio 16/32 pętli analogowych z HART. Jest to rozwiązanie szczególnie przydatne w mniejszych instalacjach.
2. Płyty bazowe służące do montażu modułów MUX – typu HMP-HM64 oraz HMM64 & HMS64, w zależności od wersji umożliwiające montaż 2-4 modułów MUX HART. Każda z takich płyt obsługuje do 64 kanałów, pojedyncza płyta z taką ilością zacisków śrubowych byłaby niepraktyczna, więc w tym przypadku sygnały doprowadzone są dedykowanymi kablami z zewnętrznych uniwersalnych płytek przyłączeniowych (np. HCU16) czy płyt bazowych z separatorami MTL4500/MTL4600 (np. CPS16-AIO), posiadających odpowiednie złącze do interfejsu HART. Rozwiązanie to jest oczywiście optymalne dla większych instalacji.
3. Płyty bazowe klasy CPH-SC16 i CPH-SC32 są szczególnie przydatne w instalacjach z separatorami iskrobezpiecznymi czy galwanicznymi. Dzięki zintegrowaniu na jednej płycie bazowej modułów separatorów MTL4500 / MTL4600 oraz multipleksera HART z wyjściem RS485 następuje znaczna redukcja ilości sprzętu i połączeń kablowych w szafach, co oczywiście przekłada się na realne oszczędności.

Przegląd dostępnych modułów i płyt bazowych multiplekserów HART MTL4850/MTL4854:

Przegląd dostępnych modułów i płyt bazowych multiplekserów HART MTL4851/MTL4852:

Komponenty dodatkowe, do stosowania z wszystkimi multiplekserami HART MTL:

Dla poprawnego działania multipleksera czy komunikatora HART konieczna jest odpowiednio wysoka impedancja pętli – min. 240 Ω. W nowoczesnych systemach DCS / PLC impedancja wejściowa karty AI często ma znacznie niższą wartość, dlatego na zamówienie dostępne są warianty płytek PCB wyposażone w rezystory szeregowe o określonych wartościach (standardowo 150 / 200 / 240 Ω) pozwalające na podwyższenie łącznej impedancji pętli do odpowiedniego poziomu. Oferowane są także płyty z opornikami równoległymi 250 Ω, typowo stosowane do systemów sterowania z kartami wejść analogowych napięciowych w standardzie 1-5V. Płytki są przystosowane także do samodzielnego wlutowania odpowiednich rezystorów przez użytkownika. W przypadku wątpliwości w kwestii doboru płyty prosimy o kontakt z nami w celu ustalenia wszelkich szczegółów instalacji.

Multipleksery MTL HART zapewniają komunikację pomiędzy urządzeniami obiektowymi a stacją operatorską PC z odpowiednim oprogramowaniem. Konfiguracja, diagnostyka, zmiany statusu urządzeń, alarmy, itp. są regularnie zapisywane i dostępne poprzez Oprogramowanie Zarządzające Zasobami IMS (Instrument Management Software). Oprogramowanie IMS różnych producentów stosują sterowniki typu Device Driver (DD) lub technologię FDT jako standard integracji z różnymi urządzeniami. MTL zapewnia sterowniki dla obu tych rozwiązań.

Sterowniki „MTL Comms DTM” umożliwiają komunikację HART multiplekserów typu MTL4850/54 i MTL4851/52 z każdym systemem IMS stosującym koncepcję FDT/DTM. Pakiet oprogramowania DTM i dodatkowa dokumentacja dostępne są na stronie producenta:
https://www.eaton.com/us/en-us/products/process-safety-automation-measurement/hart-interfacing-multiplexers.html

Odpowiednie pliki DD dla oprogramowania AMS czy Valvelink należy pobrać ze strony dostawcy oprogramowania - firmy Emerson Process Management.

Lista kompatybilnych pakietów IMS:

AMS Device Manager (Emerson Process Management)
Cornerstone (ASTEC)
DAT200 Asset Vision Basic (ABB)
FDM (Honeywell)
FDT Container (M&M Software)
FieldCare (Endress & Hauser/Metso Automation)
Fieldmate (Yokogawa)
HART OPC Server (HART Communication Foundation)
PACTware (PACTware Consortium)
PDM (Siemens)
SoftTools (Flowserve)
ValveLink (Emerson Process Management)
Valvue (Masoneilan)

Oferowane aktualnie moduły MUX HART zastąpiły wycofaną kilka lat temu serię MTL4840 - w której występowały m.in. moduły MTL4841, MTL4841-AMS, MTL4842, BPHM64, BPMH16, BPSH16, HMU16 czy HMU16. Generacje multiplekserów MTL4841/42 i MTL4851/52 mają podobną topologię i zasadę działania, jednak poszczególne komponenty obydwu generacji nie są ze sobą kompatybilne, dlatego w przypadku konieczności zakupu części zamiennych do multiplekserów MTL4840 prosimy o kontakt.