Как получать HART-данные, сохранив отдельные петли 4–20 мА?

Принцип

HART даёт два одновременных канала связи: аналоговый — током 4–20 мА — и цифровой. Цифровой сигнал — частотная манипуляция 1200/2200 Гц с амплитудой тока около 0,5 мА — накладывается на ток петли и не мешает аналоговому измерению (РЭ КР-HART-MUX8.М3, раздел 4; подробнее — как работает HART). Устройство с адресом 0 сохраняет аналоговый выход 4–20 мА, а цифровой канал используется параллельно: для чтения переменных и статусов и для настройки.

Как подключается КР-HART-MUX8.М3

• HART-входы подключают к неполярным клеммам HART параллельно датчику; аналоговый вход системы продолжает принимать свой сигнал 4–20 мА (рис. 2 в РЭ, раздел 5.1). Контроллер не мешает работе токовой петли.
• В токовой цепи между блоком питания и датчиком нужен балластный резистор 230…500 Ом, иначе внутреннее сопротивление блока питания зашунтирует HART-сигнал. Балластным может быть входное сопротивление 230…500 Ом токового входа контроллера, который опрашивает датчик по 4–20 мА.
• Общее сопротивление всех устройств канала с кабелем (Ом), умноженное на их суммарную ёмкость (мкФ), не должно превышать 65 — например, 250 Ом × 0,1 мкФ = 25.
• HART-каналы гальванически развязаны, поэтому датчики разных каналов не влияют друг на друга, даже если они гальванически связаны и имеют разные потенциалы (РЭ, раздел 4).
• На каждый канал — одно HART-устройство с адресом 0 (РЭ, раздел 2).

Что проверить в проекте

• Есть ли у каждого датчика собственная измерительная петля и вход системы.
• Пропускают ли барьеры, изоляторы и другие промежуточные устройства HART-сигнал.
• Соответствуют ли адреса датчиков выбранному режиму опроса и руководству канального устройства.

Не путайте с многоточечным режимом

В многоточечном режиме (multidrop, моноканал) несколько датчиков подключены к одной паре проводов с адресами 1–15, а выходной ток каждого зафиксирован на 4 мА и измерения не несёт — значения читаются только по цифровому каналу. Так умеет работать КР-HART8.М3 — до 15 устройств в канале (РЭ КР-HART8.М3, раздел 5.2); КР-HART-MUX8.М3 работает только с одним устройством на канал. Объединение датчиков в multidrop нельзя считать сохранением их отдельных аналоговых выходов.

Границы применимости

• Это объяснение принципа, а не монтажная инструкция: схему подключения выполняют по РЭ прибора и проектной документации.
• Сохранение сигнала 4–20 мА относится к датчику с адресом 0 в собственной петле; в multidrop ток фиксирован и аналогового измерения нет.

Что отправить для проверки

Схему одной типовой петли: датчик, источник питания, промежуточные устройства и аналоговый вход системы. По ней можно проверить, как добавить цифровой доступ.