Problemas de comunicação HART 1

Problemas de comunicação HART

Muitas das vezes temos problemas para estabelecer comunicação com dispositivos HAR, principalmente quando estes estão instalados em campo. Como sabemos o ambiente industrial apresenta uma série de intemperes que podem dificultar a comunicação. O objetivo desse poster é compartilhar um pouco da experiência vivida e sugerir alguns sugerir uma lista básica de verificação com os principais problema identificados ajudando assim a identificar a origem dos problema potenciais de comunicação.

INSTALANDO SOFTWARE PACTWARE

O termo “modem HART” é usado para descrever um “conversor” que, pode ser ligado ao notebook ou computador que através de um software por exemplo PACTWARE DTM, permitirá a programação de dispositivos HART transformando seu laptop em um portátil configurador HART. Eles estão disponíveis nas versões DB9 e USB, bluetoof com cabos específicos e garras jacaré para a facilitar conexão .

Os dispositivos possuem um chip que também é chamado de “Hart Modem” esse chip permite que os dispositivos sejam capazes de ler o sinal de mudança de frequência de 1100 Hz e 2200 Hz(FSK)conhecido como HART e se comunicar entre o processador do transmissor e um portátil, laptop e / ou um sistema de controle executando um software compatível com HART para fins de diagnóstico e configuração. Formulamos uma lista de problemas potenciais da seguinte forma:

MÁ CONEXÃO AO LOOP

É sempre uma boa prática minimizar a quantidade de fio desencapado, exceto o que é essencial para fazer contato com os terminais. É importante que os terminais sejam afrouxados e os fios do laço puxados longe o suficiente para que as garras jacaré façam um bom contato com o fio, especialmente em terminais de compressão. Lembre-se de reajustar a inserção dos condutores de loop novamente quando terminar.

RESISTÊNCIA DE LOOP

A conexão HART pode ser feita em qualquer lugar do circuito em paralelo, desde que haja resistência suficiente (250 a 1100 Ohms). A impedância é necessária para obter a amplitude dos pulsos de frequência alta o suficiente para ser lida. Uma indicação de que este pode ser o problema é quando você começa a ler o transmissor e ele falha ou você o interrompe no meio das comunicações. Esta situação também pode surgir no caso de uma placa PLC ou DCS sendo substituída em um loop onde nenhum resistor era necessário antes.

Agora, com os conversores analógico para digital mais recentes de alta resolução, muitas placas de E / S de substituição não têm mais impedância de entrada de 250 ohms, apenas 50 ohms. A queda de tensão no loop é menor. Dada a ampla faixa de resistência aceitável, pode-se sempre adicionar um resistor em série em uma das pernas e, em seguida, conectar-se a esse resistor. Muitas pessoas optam por tornar a prática padrão de sempre adicionar um resistor de 250 ohm na perna negativa do circuito no terminal do sistema de controle.

Bateria Fraca

Os comunicadores HART têm um diagnóstico para indicar bateria fraca. Os problemas de comunicação podem surgir antes de este sinalizador de diagnóstico aparecer. É uma boa ideia ter acesso a baterias novas ou totalmente carregadas a qualquer momento.

MODEMAS HART NÃO ISOLADOS

Os primeiros modems seriais HART não eram isolados eletricamente. Isso pode causar um problema ao usar um laptop / desktop com o carregador CA conectado. Se possível, experimente o laptop com o carregador CA desconectado e funcionando com bateria. Se isso não funcionar, tente usar outro computador. Descobrimos que alguns notebooks não funcionam porque a voltagem dos pinos das portas está fora da faixa aceitável, deixando o modem com energia insuficiente.

TRANSMISSORES NÃO ISOLADOS OU DEFEITUOSOS

Alguns transmissores de temperatura de baixo custo não são isolados eletricamente. Se um termopar de junção aterrado for o primário, um potencial elevado de aterramento no campo pode ser introduzido no transmissor e introduzido no circuito, inibindo as comunicações HART. O mesmo pode ser dito para uma sonda de capacitância com isolamento rachado. Remova o elemento primário e tente novamente as comunicações, mantendo o lado do circuito do transmissor energizado.

TRANSMISSOR FUNCIONANDO BAIXA ALIMENTAÇÃO

Cada dispositivo adicionado ao loop gera uma queda de tensão. Essa queda se torna mais significativa à medida que a variável medida aumenta a escala. Se o transmissor funcionar com 12-45 VCC e sendo alimentado com uma fonte de 24 VCC, restarão apenas 12 volts depois que o transmissor for alimentado.

Um loop com muitos dispositivos pode gerar um risco de não ter tens]ão suficiente para manter a corrente do circuito quando valor maximo da faixa de 20mA quando necessário, mas também causar dificuldade de comunicação HART, deixando o processador do transmissor e o modem interno sem tensão suficiente para o funcionamento. Neste caso o recomendado é minimizar ao máximo o numero de instrumentos conectados ao loop.

ISOLADORES DE LOOP

Os isoladores de loop não apenas ajudam a eliminar a possibilidade de aterramentos em um loop arrastando outras referências de loops para um ponto elétrico comum, como em placas PLC ou DCS não isoladas com uma conexão de loop negativo comum, mas também filtram o ruído elétrico. Isso inclui 1100 e 2200 Hz. 

Se um isolador de loop padrão estiver presente, ele não permitirá a passagem do sinal HART e, portanto, as comunicações devem ser tentadas com o isolador removido do loop ou no lado do transmissor / campo do isolador.. Quando houver a necessidade de utilizar isoladores recomendamos que sejam utilizados isoladores que sejam projetados para permitir a passagem da frequencia de comunicação HART. por exemplo isoladores Moore Industries HIX (2 fios) ou HIT (4 fios).

BARREIRAS DE SEGURANÇA INTRÍNSECAS

 Consulte o fabricante da barreira para saber se a barreira específica passará os sinais HART ou não. Alguns são projetados para permitir o HART, outros não.

FONTE DE ALIMENTAÇÃO DE LOOP DE BAIXO OU BAIXO CUSTO

 Uma fonte de alimentação é basicamente um retificador, recebendo CA e tendo uma saída CC resultante. A quantidade de ondulação se refere à quantidade de CA que resta após toda a filtragem. Fontes de alimentação de baixo custo podem deixar AC suficiente para corromper o pacote de dados HART e as comunicações serão rejeitadas. A filtragem pode ser danificada ou degradada por picos de energia. Isso pode ser verificado simplesmente mudando um voltímetro para ler CA e verificar a presença de CA no circuito.

Para verificar, remova o instrumento da fonte de loop e alimente-o com baterias, seja de um medidor de loop alimentado por bateria ou simplesmente de algumas baterias, certificando-se de ter voltagem suficiente. Conecte e tente restabelecer as comunicações, tendo em mente que você ainda precisa da impedância de 250 ohms, mesmo em um pequeno circuito de transmissor / fonte de alimentação. Uma fonte de alimentação também pode perder enrolamentos, já que a vibração ou o calor afetam o isolamento da bobina. Isso pode ser detectado monitorando a saída de tensão para estabilidade sob carga. Um suprimento descarregado raramente revelará sua condição defeituosa.

Muitos dispositivos mais novos, como medidores de painel, mudaram de retificadores de ponte completa para retificadores de meia onda e, em seguida, adicionam filtragem CA para limitar o ruído. Às vezes, essa filtragem também corta a frequência HART. Remover telas de processo e outros dispositivos auxiliares e, em seguida, adicioná-los de volta ao loop, um de cada vez, pode identificar a origem do problema.

INDUÇÃO DE RUÍDO ELÉTRICO

 Ruído elétrico pode surgir ao longo dos fios do circuito. Verifique se o circuito de 4-20 mA está passando em um conduíte aterrado. Isso ajuda a conduzir qualquer tensão elétrica induzida ao aterramento com baixa impedância.

Certifique-se de que as blindagens dos cabos estejam presentes na fiação do loop e que eles estejam ligados ao aterramento em apenas uma extremidade, não em ambas. Mais uma vez, trazer uma fonte de bateria com fios curtos e eliminar o resto do loop pode ajudar a confirmar o ruído elétrico como o culpado.

Interferência Bluetooth

Desligue o Bluetooth no computador onde o modem Hart está conectado. Por alguma razão desconhecida, descobrimos que isso interfere no sinal de hart.

Os chips para o transmissor HART Smart devem ser obtidos por meio de um pequeno número de fabricantes aprovados pela HART Foundation.

As especificações para HART permitem tolerâncias na janela de ruído de linha aceitável e, portanto, você pode estar em cima do muro com dois transmissores do mesmo modelo em um ambiente elétrico ruidoso e descobrir que uma unidade permite a comunicação, enquanto a outra não.

Análise de comunicador HART e transmissor HART inteligente 1

Análise de comunicador HART e transmissor HART inteligente 1