SIPOS 5 Flash/HiMod. HART-Anschaltung für Elektrische Stellantriebe. Betriebsanleitung. Änderungen vorbehalten!

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1 SIPOS 5 Flash/HiMod HART-Anschaltung für Elektrische Stellantriebe Betriebsanleitung Ausgabe Änderungen vorbehalten! Y /DE

2 Inhalt Seite 1. Grundsätzliches Sicherheitshinweise Hinweise zur Betriebsanleitung 3 2 Allgemeine HART-Beschreibung Prinzip des Datenaustauschs über HART Zugriffsrechte - Datenaustausch Topologie Verschaltung der HART-Geräte HART-Kommunikationskabel 4 3 Die HART-Anschaltung für SIPOS 5-Flash/HiMod Grundsätzliches zur HART-Schnittstelle Elektrischer Anschluss 5 4 HART-Anweisungen Universelle Anweisungen Gerätespezifische Anweisungen 7 Seite 2 Y /DE

3 1. Grundsätzliches 1.1 Sicherheitshinweise: Verwendete Symbole und ihre Bedeutung Warnung deutet auf Aktivitäten hin, die bei nicht ordnungsgemäßer Durchführung zu einem Sicherheitsrisiko für Personen oder Sachwerte führen können. Hinweis deutet auf Aktivitäten hin, die einen wesentlichen Einfluss auf den ordnungsgemäßen Betrieb haben. Bei Nichtbeachtung können unter Umständen Folgeschäden auftreten. 1.2 Hinweise zur Betriebsanleitung Diese Betriebsanleitung beschreibt die HART-Anschaltung für die elektrischen Stellantriebe SIPOS 5 Flash/HiMod. Ausführliche Hinweise zu den Stellantrieben finden sich in den entsprechenden Betriebsanleitungen Y /DE (PROFITRON/HiMod) und Y /DE (ECOTRON). Diese Betriebsanleitung ist nur zusammen mit der entsprechenden Betriebsanleitung des Stellantriebs vollständig. Daher sind die Sicherheitsinformationen der Betriebsanleitung des Stellantriebs zu beachten! 2 Allgemeine HART-Beschreibung HART ist ein Kommunikationsprotokoll für Feldgeräte. 2.1 Prinzip des Datenaustauschs über HART HART (Highway addressable remote transducer) ist ein offenes Protokoll für bidirektionalen Datenaustausch zwischen Leittechnik und Feldgerät und ermöglicht dadurch analoge und digitale Kommunikation gleichzeitig. HART bedingt zum Datenaustausch immer ein analoges Stromsignal 4 20 ma, auf das höher frequente, digitale HART-Signale mittels FSK-Modem (Frequency shift keying-) aufmoduliert werden. HART-Signal I a [ma] I a + 0,5 ma Datenbits I a I a - 0,5 ma Analogsignal 1200 Hz 2200 Hz Anweisung von Leittechnik Antwort vom Feldgerät Zeit t [s] Abb.: Digitales HART-Signal (1200 Hz = 1 / 2200Hz = 0) auf analogem Stromsignal (4-20 ma) aufmoduliert Y /DE Seite 3

4 2.2 Zugriffsrechte - Datenaustausch In der HART-Anwendung wird zwischen Leittechnik/Bediengerät (Master) und dem Feldgerät (Slave) unterschieden. Die HART-Kommunikation zwischen Leittechnik/Bediengerät und Feldgerät geschieht im wechselseitigen Datenaustausch (Halbduplex), wobei das Feldgerät nur auf Anfrage, dann aber unmittelbar antwortet. Abhängig von der tatsächlichen Nutzdatenlänge benötigt ein vollständiger Datenaustausch mit Anweisungstelegramm des Masters und Antworttelegramm des Slaves durchschnittlich 500 ms. Master (Leittechnik / Bediengerät) Antwort (Bestätigung, Daten) Anweisung (Abfrage, Befehle, Daten) Slave (Feldgerät) Abb.: HART-Datentransaktion mit Anweisungs- und Antworttelegramm 2.3 Topologie Verschaltung der HART-Geräte Ähnlich klassischen Feldbussystemen sind in der HART-Anwendung zwei Master zugelassen: für die Hauptanwendung die Bedienstation in der Leittechnik und für sporadische Anwendung vor Ort ein sogenanntes Handterminal oder PC/Laptop mit vorgeschaltetem FSK- Modem. Bei Feldgeräten und dem Handterminal ist das FSK-Modem, auch HART-Modem genannt, im Gerät integriert. In der HART-Anwendung gibt es verschiedene Verschaltungsmöglichkeiten. Die gängigste Verschaltungsart ist die Punkt-zu-Punkt- Verbindung, bei der ein Master mit nur einem HART-Feldgerät in Verbindung steht. Leittechnik Master HART-Modem HART-Feldgerät 4 20 ma Handterminal Slave Abb.: Punkt-zu-Punkt-Verbindung 2.4 HART-Kommunikationskabel Die richtige Auswahl des HART-Kommunikationskabels ist wichtig. Sie ist abhängig von der Länge und dem Querschnitt sowie vom Umfeld, wenn Fremdsignale durch Überlagerung stören können. Zu Sicherung eines störungsen Datenaustausches ist zu berücksichtigen: - Gesamtbürde (inkl. Leitungswiderstand) eines Hart-Gerätes von min. 230 Ohm und max Ohm und - großen Abstand zu Leistungskabeln einhalten! Das Kommunikationskabel sollte mit ausreichendem Querschnitt und nicht zu lange ausgeführt sein Es wird empfohlen, Zweidrahtleitungen mit verdrilltem Adernpaar und gemeinsamer Schirmung einzusetzen! Seite 4 Y /DE

5 3 Die HART-Anschaltung für SIPOS 5 Flash/HiMod Die HART-Anschaltung ist bei Geräten, die ab Werk bereits HART-fähig ausgeliefert werden, fertig eingebaut und geprüft! 3.1 Grundsätzliches zur HART-Schnittstelle Mit der HART-Schnittstelle werden die auf der analogen Rückmeldung (Stellungs-/Prozessistwert) aufmodulierten, digitalen AUF-/ZU- Befehle zum Steuern des Stellantriebs mittels integriertem HART-Modem wieder in binäre AUF-/ZU-Befehle umgesetzt. Umgekehrt sendet der Stellantrieb auf Anfrage die Zustände seiner binären Meldeausgänge sowie den Istwert des Analogausgangs über das HART-Modem an die Leittechnik/das Bediengerät. SIPOS verwendet zum Übertragen der HART-Kommunikation den Analogausgang! Der über den Analogausgang an die Leittechnik gemeldete analoge Stellungs-/Prozessistwert wird dabei nicht beeinflusst. Die Parametrierung des Stellantriebs wird nicht unterstützt! 3.2 Elektrischer Anschluss Anschlussaufbau HART-Schnittstelle Rundstecker-Anschluss - Netz - binärer Eingang NOT - analoge Eingänge - Relais - externe Spannungsversorgung der Elektronik - + interne Verdrahtung der HART-Schnittstelle 4x M20x1,5 2x M25x1,5 HART-Anschluss - Demodulation der digitalen Signale AUF und ZU - Modulation der binären Ausgänge und der analogen Rückmeldung Abb.: Anschlüsse an der HART-Schnittstelle und am Rundstecker Umsetzung der Kommunikationsdaten Rundstecker HART-Schnittstelle P24 int. M int. analoge Rückmeldung 4 20 ma 4 20 ma binäre Eingänge AUF ZU binäre Ausgänge Meldung 1 Meldung 2 Meldung 3 Meldung 4 Meldung 5 Meldung 6 Meldung 7 Meldung 8 binär binär digital digital Abb.: Datenaustausch mit HART-Schnittstelle Y /DE Seite 5

6 4 HART-Anweisungen SIPOS unterstützt die Anweisungen des HART-Protokolls der Revision 7! 4.1 Universelle Anweisungen Universal commands Anweisungen vom Master Antwort vom Slave Nr. Funktion Function 0 Lese eindeutige Kennung Read Unique Identifier 1 Lese primäre Variable Read primary variable 2 Lese Strom und Prozent in % Read current and percent of range 3 Lese Strom und dynamische Daten Read current and dynamic variables 12 Lese Nachricht Read message 13 Lese Anlagenkennzeichen, Deskriptor, Datum Read tag, descriptor, date Byte enthaltene Daten Data in command Byte keine keine keine keine Antwortdaten Data in reply keine 0-23 Nachricht keine Read primary variable sensor information keine Lese Ausgangsmeldungen Read output information keine Gerätebezeichnung Type code Number of preambles Universal command revision Device-specific command rev. HART mod. Software revision HART mod. Hardware revision Device function flags Final assembly number Einheit Prozent Stellungs-/Prozessistwert in % Strom in ma Position in % Percentage of range Strom in ma Primary variable code Primary variable Secondary variable code Secondary variable Third variable code Third variable Fourth variable code Fourth variable Tag Descriptor Date Primary variable units code Upper-range value Lower-range value Damping value (seconds) 16 Read final assembly number keine 0-2 Final assembly number 17 Schreibe Nachricht Write message 0-23 Nachricht entsprechend Anweisung Seite 6 Y /DE

7 4.2 Gerätespezifische Anweisungen Device specific commands Anweisungen vom Master Antwort vom Slave Nr. Funktion Function Byte enthaltene Daten Data in command Byte Antwortdaten Data in reply 128 Schreibe Fahrbefehle an Stellantrieb 0 Bit 1 Bit 0 entsprechend Anweisung 0 0 Stop 0 1 ZU 1 0 AUF 1 1 Stop 129 Lese Meldeausgänge am Stellantrieb keine 0 Bit 0 Meldeausgang 1 Bit 1 Meldeausgang 2 Bit 2 Meldeausgang 3 Bit 3 Meldeausgang 4 Bit 4 Meldeausgang 5 Nur für PROFITRON (eingestellt auf 0 bei ECOTRON): Bit 5 Meldeausgang 6 Bit 6 Meldeausgang 7 Bit 7 Meldeausgang 8 Y /DE Seite 7

8 Ausgabe SIPOS Aktorik GmbH Y /DE Änderungen vorbehalten! Im Erlet 2 D Altdorf

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