HART 모듈 Modbus-HART 모듈

Modbus-HART 모듈 기능

표준 Modbus RTU 프로토콜을 준수합니다.

Modbus 장치에 HART 통신 기능을 제공합니다.

375/475 휴대용 기기 지원

Modbus 장치와 연결되는 전기 인터페이스는 TTL 레벨, RS485 및 RS232를 지원합니다.

HART 5/6/7 프로토콜을 지원합니다.

6개의 장치 변수와 4개의 동적 변수를 지원합니다.

Modbus-HART 모듈 변환 로직

HART 모듈은 MODBUS 유량/레벨 계측기를 HART 유량/레벨 계측기로 변환할 수 있습니다.

HART 모듈(M0310)은 MODBUS 입력 장치를 HART 전류 출력 장치로 변환하는 내장형 변환 모듈입니다. HART 모듈은 MODBUS 입력 장치(유량계, 레벨계 등 측정 기기)에 내장되어 TTL 레벨 신호를 통해 MODBUS 애플리케이션 계층 프로토콜을 실행합니다. HART 모듈은 MODBUS 마스터 또는 HART 슬레이브 역할을 하며, MODBUS 장치의 데이터 레지스터(입력 레지스터, 홀딩 레지스터 등)를 HART 명령의 모든 동적 변수로 변환합니다. 예를 들어, 주소가 30000(범위 1-65536)인 유량계의 홀딩 레지스터에 순간 유량값이 저장되어 있다고 가정해 보겠습니다. 이 홀딩 레지스터 값을 HART 모듈의 장치 변수 0(범위 0-5)으로 설정하고, 장치 변수 0을 기본 변수(또는 보조, 삼차, 사차 변수)로 지정할 수 있습니다. 변환 로직은 아래 그림에 나와 있습니다.

데이터 매핑 논리 다이어그램

범용 제품인 HART 모듈은 다양한 MODBUS 장치의 서로 다른 인터페이스 특징(슬레이브 주소, 보드율, 패리티 등), 데이터 저장 방식(데이터 레지스터 주소, 데이터 유형, 바이트 순서 등) 및 최종 사용자의 HART 동적 변수 할당 요구 사항(데이터 레지스터를 장치 변수에 매핑, 장치 변수를 동적 변수에 매핑)에 직면하게 됩니다. 위의 모든 사항은 장치 제조업체에서 다시 구성할 수 있습니다.

Microcyber는 상기 설정을 위한 PC 설정 소프트웨어를 제공합니다. 또한, DD 파일 분석 기능을 갖춘 HART 마스터 스테이션(PC, 통신 장치)에서 사용할 수 있는 HART 모듈 DD 파일도 제공합니다. HART 모듈은 HART 마스터 스테이션과의 HART 통신을 통해 설정되며, HART 모듈과 MODBUS 장치 간의 인터페이스 특징, 데이터 저장 모드, 장치 변수와 HART 동적 변수 간의 매핑 등을 확인할 수 있습니다.

위와 같은 설정을 완료하면 HART 마스터 장치는 HART 명령어를 사용하여 HART 모듈의 동적 변수에 접근하고, MODBUS 데이터 레지스터(예: 메모리 유량계의 순간 유량 값)에서 HART 마스터로 데이터의 디지털 전송을 구현할 수 있습니다.

범용 제품인 HART 모듈은 다양한 MODBUS 장치의 서로 다른 인터페이스 특징(슬레이브 주소, 보드율, 패리티 등), 데이터 저장 방식(데이터 레지스터 주소, 데이터 유형, 바이트 순서 등) 및 최종 사용자의 HART 동적 변수 할당 요구 사항(데이터 레지스터를 장치 변수에 매핑, 장치 변수를 동적 변수에 매핑)에 직면하게 됩니다. 위의 모든 사항은 장치 제조업체에서 다시 구성할 수 있습니다.

Microcyber는 상기 설정을 위한 PC 설정 소프트웨어를 제공합니다. 또한, DD 파일 분석 기능을 갖춘 HART 마스터 스테이션(PC, 통신 장치)에서 사용할 수 있는 HART 모듈 DD 파일도 제공합니다. HART 모듈은 HART 마스터 스테이션과의 HART 통신을 통해 설정되며, HART 모듈과 MODBUS 장치 간의 인터페이스 특징, 데이터 저장 모드, 장치 변수와 HART 동적 변수 간의 매핑 등을 확인할 수 있습니다.

위와 같은 설정을 완료하면 HART 마스터 장치는 HART 명령어를 사용하여 HART 모듈의 동적 변수에 접근하고, MODBUS 데이터 레지스터(예: 메모리 유량계의 순간 유량 값)에서 HART 마스터로 데이터의 디지털 전송을 구현할 수 있습니다.

Modbus-HART 모듈 아날로그 전류 출력

HART 모듈에서 주 변수(PV)의 측정값은 4-20mA 아날로그 전류 출력값으로 전송됩니다. 예를 들어, 유량계의 순간 유량은 HART 주 변수로 정의됩니다. 순간 유량값이 측정 범위의 절반에 도달하면 HART 모듈은 12,000mA를 출력합니다.

HART 모듈은 실행 중에 기본 변수 값을 범위의 상한 및 하한과 지속적으로 비교합니다. 기본 변수 값이 상한에 도달하면 HART 모듈은 20,000mA의 아날로그 전류를 출력합니다. 기본 변수 값이 0으로 떨어지면 HART 모듈은 4,000mA의 아날로그 전류를 출력합니다.

주 변수 값이 상한값과 하한값을 초과하면 HART 모듈은 고정 전류를 출력하여 주 변수 값이 범위를 벗어났음을 나타냅니다. 이 전류 값을 포화 출력 전류라고 합니다. 주 변수 값이 상한값보다 크면 HART 모듈은 20,800mA의 고정 전류를 출력하고, 하한값보다 작으면 3,800mA의 고정 전류를 출력합니다.

HART 모듈에는 고장 경보에 사용되는 고정 전류 그룹이 하나 더 있으며, HART 모듈의 DIP 스위치를 통해 고전류 또는 저전류 경보를 선택할 수 있습니다. 고전류 경보를 선택하면 고장 발생 시 HART 모듈은 21.750mA를 출력합니다. 저전류 경보를 선택하면 고장 발생 시 HART 모듈은 3.750mA를 출력합니다.

HART 모듈의 두 그룹 고정 출력 전류

주 변수의 초한 방향(선택 사항 아님): 포화 출력 전류 값

하한값 초과: 3,800mA

상한값 초과: 20,800mA

고장 경보 모드(대체): 경보 출력 전류 값

저전류 경보: 3.750mA

고전류 경보: 21.750mA

HART 모듈의 폴링 주소가 '0'으로 설정되지 않은 경우, 주 변수 값의 크기에 관계없이 HART 모듈의 아날로그 채널은 4.000mA의 고정 전류를 출력합니다. 폴링 주소가 '0'으로 설정된 경우에만 HART 모듈은 주 변수에 대응하는 4~20mA의 아날로그 전류를 출력합니다.

인터페이스 구성

HART 모듈은 HART 버스와 MODBUS 장치 사이에 위치합니다. 후면 소켓을 통해 현장 장치의 메인 제어 보드(이하 "DDDHHHUS 보드")에 연결됩니다. 외부에서는 HART 버스에, 내부에서는 현장 장치에 연결됩니다(아래 그림 참조). 

HART 모듈 구성용 배선도

예를 들어, PC를 마스터 장치로 사용하여 HART 버스를 통해 필드 장치(4선 시스템)를 연결합니다. HART 버스는 DC 전원 공급 장치(POWER1: 9-36VDC)와 직렬 저항(250Ω)으로 구성되어 HART 모듈에 연결됩니다. 필드 장치는 다른 두 개의 전선을 통해 전원을 공급받습니다. PC는 USB(또는 RS-232) 인터페이스를 통해 HART 모뎀에 연결하고, HART 모뎀(Microcyber 제품)의 다른 한쪽 끝에는 정합 저항을 가진 무극성 악어 클립이 있습니다. Microcyber의 구성 소프트웨어를 사용하여 HART 모듈을 구성합니다. 구성이 완료되면 HART 모듈과 필드 장치가 하나로 통합되어 다른 HART 네트워크에 HART 장치로 연결할 수 있습니다.

DD 분석 기능을 갖춘 통신 장치를 통해 구성을 완료해야 하는 경우, 위 그림 1.2에서 PC와 HART 모뎀을 통신 장치로 대체하기만 하면 됩니다.

하드웨어 사용자 인터페이스

HART 모듈은 2.54mm 간격의 IDC16, 2x8 소켓(JP3)을 사용하여 사용자 보드를 연결합니다. 핀 번호 정의는 그림에 나와 있으며, 핀 기능에 대한 설명은 표에 있습니다. HART 버스가 사용자 보드를 통해 연결되는 경우, 소켓의 두 핀을 통해 HART 모듈로 연결될 수 있습니다.

HART 모듈 소켓의 핀 정의 목록

Modbus to HART 모듈e 파라미터

기본 매개변수

측정 대상: Modbus RTU 슬레이브 장치

전원 공급 장치: (6~42)VDC

버스 프로토콜: 2선식, (4~20)mA+HART

부하 저항: (0～1500) Ω(일반)

(230~1100)Ω(HART 통신)

절연 전압: Modbus 및 HART 버스 인터페이스, 500VAC

온도 범위: (-40~85)℃

습도 범위: (5~95) %RH

시작 시간: ≤5초

새로 고침 시간: 0.2초

습도 조절: 시간 상수 0~32초

출력 전류 정확도: 최대 오차는 ≤50 μA입니다.

Modbus-HART 모듈 차원

HART 모듈 PCB의 깊이는 1.6mm이고 직사각형 형태입니다. 앞면(그림 1-4 참조)에서 가장 높은 부품은 기판 표면에서 5mm 높이에 위치하고, 뒷면에서는 9mm 높이에 위치합니다. 나머지 부품들은 모두 표면 실장형 부품으로, 기판 표면에서 4mm 미만 높이에 있습니다. HART 모듈의 길이, 너비, 고정 구멍 위치 등은 아래 그림에 나와 있습니다.

HART 모듈의 전면 치수

사용자 보드에 연결하기 위해 뒷면에 2.54mm 간격의 IDC16(2x8) 표준 소켓이 사용됩니다. HART 모듈에는 HART 모듈을 사용자 보드에 고정하기 위한 직경 3.0mm의 고정 구멍 3개가 추가로 있습니다.

M0310 Modbus-HART 모듈은 어떻게 선택해야 할까요?

자주 묻는 질문

질문: 구성 도구를 소개해 주시겠습니까?

A: 앞서 언급했듯이, 마이크로사이버는 HART 모듈 설정을 위한 PC 설정 소프트웨어를 제공합니다. 자세한 내용은 당사에 문의하십시오.

질문: 무료 전자 매뉴얼을 받을 수 있나요?

A: 네, 원하시면 저희에게 연락주세요.

질문: OEM 서비스를 제공할 수 있습니까?

A: 네, 가능합니다. 통신 보드와 같은 것은 물론이고, 필드버스 개발 툴킷도 제공해 드릴 수 있습니다.