2009年3月11日
在近20年中,HART协议已进入,发现其特殊的位置深在过程自动化的仪器系统。
混合数模技术出生在数字革命的早期,哈特的验收是相对容易的,因为它只不过相当于一个适度的电话信号施加在已经无处不在的4 - 20毫安直流导线传输流程变量。根据哈特方案,仪器可以继续发送其过程变量和之前一样,在上面,当请求时,它也可能传播一些基本的识别、配置和诊断信息在一个新的数字哈特传播者可以容易理解的语言。
新成员不干扰任何已经存在,不需要任何额外的连接,并提供了一个直接的好处,几乎每个人都喜欢一次:一个简单的方法来配置所有新流量,压力,温度和仪器,不管他们来自供应商。
这不是什么哈特有远见的记在了心里。他们首先创建了协议,但这是他们几乎无法否认这样一个成功。哈特很快几乎所有工业仪器制造设备,因为额外的电子产品,在高容量,变成了一个微不足道的一部分成本。仪器技术的好处是他可以从任何供应商打开任何设备,设置它在他的工作台,哈特的沟通者,和配置操作。因此数以百万计的设备经过这个哈特入会仪式,但是一旦退休领域他们从未实现HART请求,除非技术人员把他的配置器的字段来作调整。
台式的压倒性的成功并没有改变HART现场总线视觉的许多创造性的工程师们。他们让他们的眼睛固定在全面HART通信将带来的好处,不仅仅是乐器配置器,而是整个工厂控制和管理系统。
一次又一次,这些年来,他们发布了更新协议来增强其通信性能,但是在实验室台式之外,并没有太多的交流。几个制造商建立了多路复用器接收HART信号的仪器,把他们直接进入控制系统,但这些并没有把市场风暴。
与此同时,在法律方面,国际标准化是追求和获得。同时,HART通信基础sometimes-rivals伸出,有时候是朋友Profibus现场总线基金会合作安全的技术和软件,使系统一起工作。
君在何处哈特7 ?
一个“杀手级应用”是推动新技术得到广泛采用。例如,电子表格和字处理软件由早期个人电脑能为公众所利用。
哈特,1990年代的杀手级应用是台式仪器配置。如果这似乎是夸张,记住工业控制缓慢采用新的想法。特里莫雷说,“我们使用最先进的技术与15到20年证明了它的可靠性。
我们现在可能为一个新的哈特杀手级应用。这个显然会带来的无线,它将在很大程度上对资产管理系统。
但无线控制并非完全不可能的。控制回路,如果他们受到哈特的法术,很可能用于监督或非关键应用程序。他们也很有可能是相对缓慢的循环。最终用户已经告诉ABB的无线产品经理,Gareth约翰斯顿,最初,需要五到十年之间之前考虑闭环控制无线。“如果你考虑有多少控制回路使用基础Fieldbus-not很许多人而言,这一点也不奇怪,”他说。
当哈特7 9月上映以来,2007年,它是无线功能,获得了最多的关注。但version 7包含有线的明显改善了哈特5和6的仪器,包括时间戳数据,提高诊断能力,和报告的能力异常(见下表)。符合长期哈特哲学,所有的最新版本与以前的版本兼容。不仅如此,通过设计有线和无线HART无缝地协同工作作为数字现场传感器和控制网络。以同样的方式运作,项目一样,是完全可以互换。
显然认为,没有隐藏:当前WirelessHART愤怒。近20家公司忙于即将发布的产品,它们将互操作,不仅彼此,但所有哈特设备made-HART的认证计划将看到!必威官方登陆霍夫尔流控制新的荷尔蒙替代疗法1速度指示器/流加法器的荣誉是第一个仪器正式认证为哈特7。
与以前版本的鹿一样,有一个基本的命令集,所有设备必须遵守。有首先通用命令集来执行仪器验证和读取变量和诊断设备。还有一组常见命令,管理设备等,洋流,等等。通用诊断是包含在所有哈特设备,以便连续监控设备的性能故障,配置更改,和变量的限制。
为无线操作有一个新的命令设置,操作、诊断和监视网络的性能。加入这些无线命令定义所有要求,安全、消息路由、诊断报告、带宽分配,确保互操作性和其他必要的能力,并适当的性能。键值的无线网络不断监控每个传感器的剩余的电池寿命。
无线会带来什么
传统仪器的安装成本一直是许多植物的障碍”采用多个传感器,将明显受益的智能制造工作。据估计,规划和运行的信号电缆可以高达10000美元,当所有的因素,如运行管道和电缆槽、钻孔穿过舱壁都考虑进去。利用产品的管流本身可能是一个大手术。难怪有这样一个需求增加非侵入式传感器和多变量发射器!但无线安装将会减少,或理想,没有电线。
直接好处之一是短期或临时测量,目前成为一种更有可能的情况,由于内在的低成本提供安装无线解决方案。即使地方权力,往往没有足够的信号电缆回到控制室。例如,一个麻烦的换热器堵塞在一个未知的内部位置。热电偶插入热电偶套管,或温度传感器安装暂时从表面上看,可能协助定位堵塞。一旦发现传感器快速删除。
还有植物难以到达的位置,很难爬,甚至更难安装永久性的电线。蒸馏塔高,无线传感器可以取代本地测量电缆运行,排除困难。
大图,低成本的无线工具将允许新分来衡量,这将解决一些流程问题,给核电站运营商更大的可视性的工厂设备。今天仍然是手工完成数据收集;无线收集可能自动化这一活动。
即使过程数据传输的传统4 - 20毫安模拟线路遭受这一事实只有一个变量是允许的。数字WirelessHART使多变量传输容易。
还有“数据链”的问题有价值的诊断和性能数据锁在有线仪器谁呆在它们因为他们无处可去。
”有什么价值将无线网络连接到现有的哈特5仪器?修辞,约翰斯顿先生问道。与移动组件的定位器或仪器或消耗品组件是一个明显的目标。通过添加一个无线适配器定位器,它仍然可以使用模拟信号控制,但随着无线HART阀门相比,可以阅读和定位点的位置。这个以及其他诊断数据中没有被控制系统可能会导致阀门工作原理的新理解,当它需要维护。
技术提供商
大多数工业仪表制造商依靠网络产品供应商尘埃网络,谁率先TSMP(时间同步网协议)概念无线网状网络,并捐赠了HART通信的技术基础。尘现在航运SmartMesh ia - 510体系,它调用该行业的“第一嵌入式WirelessHART可互操作的解决方案。”
它结合了低功率无线电技术的智能网络平台提供一个完整的哈特7.1嵌入式解决方案,这使得工业自动化供应商将无线网络集成到现有的传感器和解决方案体系结构或更新现有设备与无线适配器。
的互操作性一直是一个缺失的环节在无线传感器网络行业和最终用户的关键原因之一是不愿投资在早期技术,显著的尘埃网络的总裁兼首席执行官欢乐Weiss说。现在的主要供应商提供可互操作的无线传感器。这个行业改变,结合经济效益提供无线解决方案,将导致无处不在使用的工业市场,”她补充道。
无线适配器可能本身形成一个sub-industry WirelessHART,鉴于全球已经有2600万有线哈特设备安装基础。适配器装置插入现有哈特仪器将数据通过WirelessHART网络传递给主机。适配器可以位于任何地方的仪器4-20mA电缆(一个重要的优势,考虑到有些地方可能比其他人更好的无线电传输),可能是电池供电也可以从4 - 20毫安电缆获得它的力量。一些适配器将电池供电的和使用相同的电池电力仪器——这种情况下会有不需要一个模拟信号到主机;所有过程数据将通过WirelessHART发送。
大多数人都会同意,添加一个无线适配器是一种低风险的选择比重新编组内阁哈特添加一个多路复用器。它还允许终端用户添加无线适配器逐点,当它是必需的。
但是,先做重要的事。之前我们谈论重大改造,工业需要的基本无线共同行动。它需要工具,连同网关收集和交付他们主机的信号。这就是约翰Bleuel说,他的公司,E-Senza,脱颖而出:尽管爱默生和西门子哈特仪器,E-Senza有技术使网关和接入点。
我们的客户不知道市场的走向,”他承认,但他们中的许多人现在要求一个网关硬件连接的十几个访问points-maybe更多。“无线将只有过去的米,”他说。E-Senza正在开发以太网网关,在欧洲并不奇怪,现场总线。公司将优先开发网关,但销售适配器将稍后进行。他看到一个基本适配器售价约200欧元。他正在另一个适配器,一个危险的位置,可以同时连接到32仪器。
第一次产品面市后,改造不会落后,必威官方登陆认为MACTek corp .)的托马斯•福尔摩斯”会有高需求WirelessHART适配器特别是在介绍阶段WirelessHART用户改造有线HART现场设备的安装基础,”他说,并且已经准备了一两口的适配器。1端口螺丝到一个可用的空闲端口的哈特设备领域,而2个设计安装在当前循环,由于MACTek透传™技术。
WirelessHART适配器的会有高需求特别是在介绍阶段WirelessHART用户改造有线HART现场设备的安装基础,”福尔摩斯先生说。适配器将改造有线哈特字段为24/7通信设备与控制、工程、使用无线HART和资产管理系统。适配器还为用户提供了一个低风险的测试和评估无线HART的植物。”
聪明的报告
(见图中间的主要文章)
WirelessHART使用10毫秒时间分割槽最佳利用广播时间和带宽。当设备加入网络时,网络管理器,这是一个网关的一部分,检查其刷新率参数和使用这种分配时间槽,确保新设备有足够的访问网络传输数据。但这不是故事的结局。“智能报告”可以改变时间段分配基于工艺条件。在这个例子中,一个流程变量通常是每隔20秒刷新。但是它已经通过警报条件和网络管理器现在看到它增加了报告频率为每10秒。
WirelessHART系统架构
(见图快结束时的主要文章)
在WirelessHART,每个字段乐器是网状网络中的一个节点。它由一个内部电池供电的IEEE 802.15.4无线提供服务运行在2.4 GHz之间,不断跳16频道。(一些节点可以无线适配器添加到旧的仪器,和一些可能repeaters-devices放在战略位置扩展网络或路由消息障碍但没有连接的过程。)网格是由更多的设备被添加到更安全,因为它们提供更多的无线电信号通路。接入点附近捡起从仪器节点;多个接入点提供更大的路径多样性,因此冗余。
网关网络中的一个关键要素。在有线等效系统之间的接线盒连接哈特仪器和编组内阁。网关提供了到主机的连接,这可能是通过Modbus现场总线、以太网。WirelessHART host-gateway连接不指定,可能是铜,fibreoptic或WiFi。网关系统的远程I / O的接入点是I / O模块。
在最初的无线实现,网络的网关还将由经理和安全经理。网络经理建立并维护网状网络,确定最佳路径,并管理10毫秒的时间槽的分布。槽访问流程取决于价值刷新率和其他访问请求,如报警报告和配置更改。安全管理器管理和分发安全加密密钥,并持有授权设备加入网络的列表。
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