HART (Highway Addressable Remote Transducer) è un protocollo industriale che ormai è uno standard e vanta una grande base installata in tutto il mondo. È una tecnologia intelligente, fondamentale per il Plant Asset Management, che supporta la trasmissione simultanea di un segnale analogico 4 ... 20 mA e la comunicazione digitale sulla stessa coppia di fili. In molte applicazioni il segnale HART viene utilizzato solo per la parametrizzazione, ma il protocollo HART consente anche il monitoraggio continuo, la diagnostica in tempo reale e informazioni di processo anche per i dispositivi meno recenti. In questo articolo scopriamo le potenzialità del protocollo HART e come integrare i dispositivi in impianto.
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Indice:
- Interfaccia HART: cos'è e quali sono i comandi
- Protocollo HART: come funziona
- Dispositivi HART: l’integrazione all’interno dell’impianto
La stragrande maggioranza degli strumenti di misura installati nell'ultimo decennio è dotata di un’interfaccia HART. Il protocollo HART è dunque uno standard industriale consolidato, collaudato sul campo e che ha una base installata di oltre 35 milioni di dispositivi in tutto il mondo.
HART è una tecnologia smart, ovvero supporta la trasmissione simultanea di un segnale analogico 4...20 mA e la comunicazione digitale sulla stessa coppia di fili:
• il segnale analogico 4...20 mA viene utilizzato per la trasmissione rapida del valore misurato;
• il segnale HART digitale viene utilizzato per leggere e scrivere i dati del dispositivo;
• wirelessHART migliora il protocollo HART fornendo comunicazioni wireless.
HART è un protocollo master-slave per la comunicazione punto-punto e multidrop: determina come i dati devono essere presentati e trasferiti tra master e slave.
Il protocollo HART definisce tre classi di comandi:
I comandi universali accedono a circa 40 set di dati standard presenti in tutti i dispositivi HART, per supportare l'intercambiabilità dei dispositivi da campo.
I set di dati includono:
• identificazione del dispositivo: etichetta del dispositivo, fornitore, tipo di dispositivo, numero di serie etc.;
• impostazioni del dispositivo: valori di intervallo superiore e inferiore, smorzamento del valore di processo, data dell'ultima regolazione etc.;
• variabili di processo: fino a un massimo di quattro valori.
Il master HART riconosce quali parametri sono supportati dal dispositivo tramite le cosiddette descrizioni dei dispositivi (DD, Device Description). Poiché i DD possono mappare solo funzioni semplici, le cosiddette descrizioni elettroniche dei dispositivi (EDD, Electronic Device Description) trovano un uso sempre maggiore per i dispositivi più complessi.
La FDT (Field Device Technology), invece, si basa sulle descrizioni dei dispositivi: i vettori di informazioni del dispositivo sono i cosiddetti Device Type Manager (DTM). La FDT mappa tutte le funzioni del dispositivo, comprese le funzioni diagnostiche avanzate come le curve di inviluppo per i trasmettitori radar e ultrasonici.
I sistemi di Plant Asset Management utilizzano la tecnologia FDT o DD/EDD.
Un esempio di network basato sul protocollo HART
Endress+Hauser, leader mondiale nella strumentazione di misura per l'ingegneria dei processi industriali, supporta pienamente la tecnologia FDT e offre Device Type Manager per tutti i dispositivi HART.
Gli strumenti operativi DD/EDD includono:
• Soluzione di gestione delle risorse (AMS);
• Gestione dispositivi di processo (PDM);
• Configuratore sul campo SMT50;
• Altre applicazioni DD/EDD.
Endress+Hauser offre sia DD che EDD per i suoi dispositivi HART e li integra negli strumenti sopra menzionati.
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I dispositivi HART sono integrati in un sistema di controllo tramite il segnale analogico 4...20 mA. Il segnale HART stesso viene utilizzato principalmente per la parametrizzazione e la diagnosi, che può essere eseguita punto a punto o centralmente da una sala di controllo.
Quando si utilizza la tecnologia HART per il Plant Asset Management, le informazioni devono essere raccolte a intervalli regolari dal dispositivo da campo. Ciò comporta il prelievo del segnale HART sulla linea 4...20 mA.
A seconda dell'architettura del sistema, esistono numerose soluzioni:
• accesso diretto (point-to-point): per la parametrizzazione e la diagnosi, il segnale HART viene prelevato direttamente dai due fili di segnale 4...20 mA da FieldCare o FieldXpert;
• remote-I/O o multiplexer: è possibile accedere ai segnali HART tramite un sistema bus di campo, ad esempio Profibus DP. La gestione degli asset viene eseguita centralmente, ad esempio con FieldCare;
• sistema di controllo compatibile HART: una scheda I/O HART integra i segnali HART nel sistema (PLC/DCS). La gestione delle risorse viene eseguita da strumenti di sistema;
• accesso remoto tramite Fieldgate SFG500 (Profibus): un multiplexer o I/O remoto consente la parametrizzazione, il monitoraggio e la diagnosi.
In conclusione, attraverso l’integrazione dei dispositivi HART all’interno dell’impianto, potrai monitorare costantemente e in tempo reale il processo produttivo, senza limitarti alla semplice parametrizzazione.
Endress+Hauser offre una gamma completa di dispositivi HART e una moltitudine di servizi: dalla progettazione di soluzioni basate sul protocollo HART all’assistenza clienti e messa in servizio, dal supporto nell'integrazione dei dispositivi HART in sistemi esistenti, fino a seminari e formazione sulle applicazioni. Vuoi avere più informazioni o hai bisogno di un supporto tecnico? Clicca sul bottone qui sotto e parla con un nostro esperto!
