هارت چیست ؟ | بررسی پروتکل HART

 پروتکل هارت  

HART چگونه کار می کند ؟
 

"HART" مخفف Highway Addressable Remote Transducer است. پروتکل HART از استاندارد Frequency Shift Keying (FSK) برای سوار کردن سیگنال های ارتباطی

دیجیتال در سطح پایین در بالای 4-20mA استفاده می کند. این امر امکان برقراری ارتباط میدانی دو طرفه را فراهم می کند و امکان ایجاد اطلاعات اضافی فراتر از متغیر فرآیند

عادی به / از یک ابزار درست زمینه ای را فراهم می کند.

پروتکل HART بدون قطع شدن سیگنال 4-20mA با سرعت 1200 بیت بر ثانیه ارتباط برقرار می کند و به یک برنامه میزبان (master) اجازه می دهد تا در هر ثانیه دو یا چند به

روزرسانی دیجیتال از یک دستگاه زمینه هوشمند دریافت کند. از آنجا که سیگنال FSK دیجیتال فاز مداوم است ، هیچ تداخلی با سیگنال 4-20mA وجود ندارد. پروتکل HART دو

کانال ارتباطی همزمان را ارائه می دهد: سیگنال آنالوگ 4-20mA و یک سیگنال دیجیتال. سیگنال 4-20mA با اندازه گیری اولیه (در مورد یک ابزار درست) با استفاده از حلقه جریان

4-20mA - سریعترین و قابل اطمینان ترین استاندارد صنعت ، ارتباط برقرار می کند. اطلاعات اضافی دستگاه با استفاده از یک سیگنال دیجیتالی که روی سیگنال آنالوگ سوار می

شود ، منتقل می شود.

سیگنال دیجیتال حاوی اطلاعاتی از دستگاه است از جمله وضعیت دستگاه ، تشخیص ، مقادیر اضافی اندازه گیری شده یا محاسبه شده و غیره. با هم ، دو کانال ارتباطی یک راه حل

ارتباطی کامل و کم هزینه و بسیار قوی ارائه می دهند که استفاده و پیکربندی آن آسان است .

⇔⇔ هارت کالیبراتور 475 امرسان ⇔⇔

ارتباط HART بین دو دستگاه مجهز به HART رخ می دهد ، به طور معمول یک دستگاه زمینه هوشمند و یک سیستم کنترل یا نظارت. ارتباط با استفاده از سیم استاندارد درجه ابزار

دقیق و استفاده از سیم کشی استاندارد و روش های خاتمه انجام می شود.

فناوری HART یک پروتکل master / slave است ، به این معنی که دستگاه فیلد هوشمند (slave) فقط درصورت مکالمه توسط استاد صحبت می کند. پروتکل HART می تواند در

حالت های مختلف مانند نقطه به نقطه یا چند قطره برای انتقال اطلاعات به / از ابزارهای درست زمینه و سیستم های کنترل یا نظارت مرکزی استفاده شود.

پروتکل HART حداکثر برای دو استاد (اولیه و متوسطه) فراهم می کند. این اجازه می دهد تا استادان ثانویه مانند ارتباطات دستی بدون تداخل در ارتباطات به / از اصلی اصلی ،

به عنوان مثال سیستم کنترل / نظارت استفاده شوند.

پروتکل HART به کلیه ارتباطات دیجیتال با دستگاه های زمینه در پیکربندی های شبکه به نقطه یا چند قطره اجازه می دهد:

همچنین یک حالت ارتباطی "پشت سر هم" اختیاری وجود دارد که در آن یک دستگاه می تواند به طور مداوم یک پیام پاسخ استاندارد HART را پخش کند. نرخ بالاتر بروزرسانی

با این حالت ارتباطی انفجار اختیاری امکان پذیر است و استفاده از آن معمولاً به پیکربندی نقطه به نقطه محدود می شود

سیستم اسکادا | ابزار دقیق مهام

معرفی و بررسی سیستم های اسکادا

در این مقاله با معرفی سیستم های اسکادا و نرم افزار های مربوطه در خدمت شما دوستان هستیم.

[Supervisory Control And Data Acquisition]                                              

اسکادا یا سامانه سرپرستی و گردآوری داده به سامانه های کنترلی و مانیتورینگ اطلاق می شود که  به منظور کنترل،نظارت بر متغیرها و تحت مدیریت قرار گرفتن رفتار پروسه مورد استفاده قرار می گیرد.

کاربرد سیستم های اسکادا در چه صنایعی می باشد؟

سیستم های اسکادا در صنایع دارویی و غذایی،نفت و گاز،حمل ونقل،آب و فاضلاب،تولید و توزیع انرژی الکتریکی و به طور کلی هر کجا که اتوماسیون صنعتی بتواند ورود کند قابل استفاده می باشند. 

دید کلی بر یک سیستم اسکادا:

مطابق شکل بالا، PLC 1 وظیفه ی کنترل فلو  بر اساس کنترل دور پمپ را بر عهده دارد.همچنین PLC2 از طریق یک شیر کنترلی، سطح سیال موجود درمخزن را کنترل می کند.

این دو PLC از طریق یک پروتکل ارتباطی مشخص شده با هم  شبکه شده اند و سیستم اسکادا بر این شبکه کنترل و نظارت دارد.

این سیستم نمونه ای از سیستم (DCS(Distributed Control System می باشد که در صنایع نفت و گاز به وفور مورد استفاده قرار می گیرد.

یک سامانه ی اسکادا از چه قسمت هایی تشکیل داده شده است؟

*PLC >>> به عنوان مغز پروسه عمل کرده؛به این صورت که مقادیر فیدبک را از سطح فیلد دریافت کرده و فرامین متناسب با برنامه کاربر را صادر می کند.

*RTU >>> پایانه های راه دور که سیگنال های دریافتی از سطح فیلد را برای سیستم اسکادا ارسال می کند.

*HMI >>> تاچ پنل لمسی به عنوان قرائت و ارسال فرامین 

*پروتکل های ارتباطی >>> پروتکل های رایج مورد استفاده در صنایع جهت ارتباط اجزای سطح فیلد با کنترلر

شبکه پروفیباس چیست | بررسی شبکه پروفیباس

بررسی شبکه پروفیباس

پروفیباس چیست ؟

PROFIBUS یک شبکه دیجیتالی است که وظیفه برقراری ارتباط بین سنسورهای میدان و سیستم کنترل یا کنترل کننده ها را بر عهده دارد. اولین ایده در طول توسعه این بود که راه

حل های PROFIBUS در صنایع اتوماسیون کارخانه اجرا شود ، سپس صنایع فرآوری ، تولید و غیره اجرا شود.
 

در همان آغاز ، گروه  PROFIBUS FMS  را توسعه داد. این یک پروتکل پیچیده بود که امروزه دیگر مورد استفاده قرار نمی گیرد. پس از آن ، آنها

برای ایجاد پروتکل PROFIBUS DP (لوازم جانبی غیرمتمرکز) کار کردند و در سال 1998 PROFIBUS PA (اتوماسیون فرآیند) راه اندازی شد.
 

امروز ، وقتی صحبت از PROFIBUS می شود ، ما PROFIBUS DP و PROFIBUS PA داریم. علاوه بر آن PROFINET ، مبتنی بر ارتباطات اترنت ، توسعه یافته است و قبلاً در

زمینه ها و برنامه های مختلفی اجرا شده است.

انواع PROFIBUS 

همانطور که قبلاً اشاره کردم ، PROFIBUS DP و PROFIBUS PA را در بازار پیدا خواهید کرد. بنابراین اکنون بیایید ببینیم PROFIBUS DP و PA چگونه کار می کند و بیشتر در کدام

برنامه ها استفاده می شود.

پروفیباس DP چیست؟

شبکه PROFIBUS DP به عنوان یک راه حل سریع مبتنی بر لایه فیزیکی RS485 و استاندارد اروپایی EN-50170 توسعه داده شد. لایه فیزیکی لازم نیست مس باشد - همچنین می

توانید از بی سیم یا فیبر نوری استفاده کنید.
 

PROFIBUS DP مخفف Decentralized Periphery است. این نام به اتصالات I / O اشاره دارد ، که از ارتباطات سریالی کاملاً غیرمتمرکز با سرعت بالا برای اتصال به یک کنترل

کننده مرکزی استفاده می کنند.

همچنین لازم است بگوییم که پروتکل PROFIBUS DP بر اساس استاندارد ISO 7498 بر اساس مدل اتصال سیستم باز (OSI) است و هر لایه پروتکل وظایف مشخصی را تعیین

کرده است.
 

شبکه PROFIBUS DP یک شبکه رمز چند مستر است - این بدان معناست که وقتی دو یا چند استاد در سیستم وجود دارد ، توکنی که حق صحبت با دستگاه های زمینه را دارد ، از

استاد به استاد دیگر منتقل می شود و هرکدام سهمی از زمان ارتباط دو کلاس استاد وجود دارد. Master Class 01 اطلاعات چرخه ای را برای کنترل روند ارتباط برقرار می کند.

Master Class 02 (اختیاری) با استفاده از اطلاعات چرخشی ارتباط برقرار می کند و برای تشخیص ، هشدارها و پیکربندی دستگاه استفاده می شود.
 

با نگاهی به سرعت ، شبکه در یک سیستم 100 تا 1000 متری با سرعت 9.6 کیلوبیت بر ثانیه تا 12 مگابیت در ثانیه کار می کند. تا آنجا که به توپولوژی مربوط می شود ، شبکه های

PROFIBUS DP خطی هستند ، و شما از دروازه ها ، تکرارها و پایان دهنده ها استفاده می کنید.

آخرین و نه مهمترین ، شبکه های DP می توانند دارای مشخصات ProfiSafe باشند و می توانند از آنها در برنامه های ایمنی SIL3 استفاده شود.

⇔⇔⇔بررسی شبکه پروفی نت⇔⇔⇔

نحوه عملکرد گیج فشار دیجیتال

نحوه عملکرد گیج فشار دیجیتال

معرفی

گیج فشار دیجیتال یک ابزار اندازه گیری آنلاین است. با استفاده از حالت منبع تغذیه ، طولانی مدت باتری ، بدون منبع تغذیه خارجی ، نصب و استفاده آن آسان است. این محصول

گواهینامه اندازه گیری را گذرانده و به طور گسترده ای در نفت ، صنایع شیمیایی ، برق و سایر زمینه ها مورد استفاده قرار گرفته است. فشار سنج دیجیتال از دقت و پایداری بالایی

برخوردار است ، خطایی کمتر از 1٪ ، منبع تغذیه داخلی ، میکرو مصرف برق و پوسته فولاد ضد زنگ دارد. فشار سنج دیجیتال دارای محافظت قوی ، زیبا و ظریف است.

در زیر ،اصل کارکرد فشار سنج دیجیتال شرح داده شده است

قسمت منبع تغذیه: (AC 220 ولت از طریق مدار سوئیچینگ ، تبدیل شده به) ولتاژ DC مورد نیاز ، و سپس از طریق مدار تنظیم شده برای تأمین مدار مورد نیاز ، یا (24 ولت) ولتاژ

DC مستقیم از طریق مدار تنظیم شده برای تأمین مدار مورد نیاز. قسمت سیگنال: فشار متوسط ​​اندازه گیری شده از طریق رابط فشار به دیافراگم حسگر فشار حسگر منتقل می

شود. سنسور تقویت می شود و V / A سیگنال الکتریکی القا شده را برای پردازش ، تنظیم دیجیتال نمایشگر ، کنترل خروجی سوئیچ و تهیه خروجی آنالوگ یا دیجیتال برای تحقق

بخشیدن به روند نمایش فشار ، کنترل و انتقال ، به CPU تبدیل می کند.

ویژگی های فشار سنج دیجیتال

مصرف کم انرژی ، دقت بالا و صفحه نمایش کریستال مایع دیجیتال با کیفیت بالا ؛ اندازه کوچک ، عملکرد آسان ، استفاده آسان در کالیبراسیون سایت و اندازه گیری فشار دقیق ؛

کالیبراسیون هوشمند ، تعمیر خطی ، تنظیم قلم دو ثانیه ای تنظیم صفر

نمایشگر LCD عملکرد نمایش فشار فشار دینامیکی و نمایش تصویری درصد فشار را دارد.

واحدهای فشار: تا ده واحد فشار (اختیاری) mmH_2O mmHg psi kPa MPa Pa mbar bar این می تواند منحنی تغییر دینامیکی اندازه گیری فشار آنلاین و عملکرد ضبط اوج

(اختیاری) را نمایش دهد.

توابع اضافی مختلف به عنوان مثال ، خروجی رابط RS486 ، خروجی 4-20 میلی آمپر ، خروجی 0-5 ولت ، خروجی پیام فوری داده رابط USB ، عملکرد ذخیره سازی (اختیاری) ؛

منبع تغذیه: باتری لیتیوم داخلی №5 می تواند به مدت 5 تا 7 سال مورد استفاده قرار گیرد. یا باتری های لیتیوم قابل شارژ (از جمله شارژرها) ؛ یا منبع تغذیه AC 220 ولت

طبقه بندی فشار سنجهای دیجیتال

با توجه به دقت فشار سنج دیجیتال: فشار سنج دیجیتال دقیق (سطح 0.05) (سطح 0.1) (سطح 0.25) فشار سنج دیجیتال عمومی (سطح 0.5)

با توجه به تقسیم یا عدم انتقال از راه دور به: صفحه نمایش فشار سنج دیجیتال با فشار سنج دیجیتال انتقال از راه دور

با توجه به عملکرد: فشار سنج فشار برق دیجیتال هوشمند فشار سنج دیجیتال ضبط فشار دیجیتال

با توجه به حالت نصب ، می توان آن را به فشار سنج دیجیتال شعاعی و فشار سنج دیجیتال محوری با لبه تقسیم کرد.

با توجه به فرم کنترل ، می توان آن را به فشار سنج دیجیتال محلی و فشار سنج دیجیتال از راه دور تقسیم کرد.

روش های اندازه گیری دبی (فلو)

انواع روش های اندازه گیری دبی(فلو)

اندازه گیری دبی

اندازه گیری دبی در صنعت به دو صورت کلی امکان پذیر می باشد که عبارتند از:

1-با استفاده از انرژی سیال(روش مستقیم)         2-بدون استفاده از انرژی سیال(روش غیر مستقیم)
 

در روش اول که با استفاده از انرژی سیال می باشد می توان به دو صورت دبی عبوری را اندازه گیری کرد:

1-اختلاف فشار       2-فشار دینامیک سیال
 

اندازه گیری دبی در روش اختلاف فشار را می توان با المان های مانند اوریفیس،ونتوری،پیتوت تیوب،نازل و زانویی انحام داد.

در اندازه گیری دبی با استفاده از فشار دینامیک سیال( نیروی جلوبر سیال)می توان به فلومتر های توربینی،جرمی،سطح متغیر و ورتکس اشاره نمود.

در اندازه گیری دبی در روش غیر مستقیم،سنسور بدون تماس با سیال می باشد. از روش های اندازه گیری در این دسته می توان روش های

آلتراسونیک،مغناطیسی،ترمال مس فلومتر و کالری متریک را نام برد.
 

حال که با روش های اندازه گیری دبی آشنا شده اید هر کدام از فلومتر ها را به صورت خلاصه بررسی می کنیم:
 

فلومتر اوریفیس:

روزنه ای در یک خط لوله در شکل زیر با فشار سنج برای اندازه گیری افت فشار (دیفرانسیل) هنگام عبور مایع از داخل روزنه نشان داده شده است. حداقل سطح مقطع به

عنوان "vena contracta" شناخته می شود.

فلومتر ونتوری:

ابزاری کاربردی که از اثر برنولی و فشار سنج استفاده می کند ، فلومتر ونتوری است. نشان می دهد که شما می توانید سرعت مایع v1 را در ورودی دستگاه با توجه به

اختلاف فشار اندازه گیری شده توسط فشار سنج داشته باشید. توجه داشته باشید که فرض بر این است که چگالی گاز جریان یافته ثابت است ، که لزوماً درست نخواهد بود.

فلومتر پیتوت تیوب:

اگرچه لوله پیتوت یکی از ساده ترین سنسورهای جریان است ، اما در طیف گسترده ای از برنامه های اندازه گیری جریان مانند سرعت هوا در اتومبیل های مسابقه ای و هواپیماهای

جنگنده نیروی هوایی مورد استفاده قرار می گیرد. در کاربردهای صنعتی ، از لوله های pitot برای اندازه گیری جریان هوا در لوله ها ، مجاری و پشته ها و جریان مایع در لوله ها ،

سرشاخه ها و کانال های باز استفاده می شود. در حالی که دقت و دامنه آن نسبتاً کم است ، لوله های pitot ساده ، قابل اعتماد ، ارزان و مناسب برای انواع شرایط محیطی از جمله

دمای بسیار بالا و فشارهای وسیع هستند.

فلومتر نازل:

فلومتر نازل های جریان عناصر اصلی در فشار سنج دیفرانسیل هستند. این جریان سنج ها از عناصر اولیه به عنوان انسداد برای ایجاد افت فشار برای محاسبه میزان جریان استفاده

می کنند. این بر اساس اصل برنولی است ، که طبق آن هرگونه انسداد در مسیر سیال در حال جریان باعث افزایش سرعت مایع و کاهش فشار در ناحیه انسداد می شود.

 

فلومتر توربینی:

توربین متر می تواند دقت 0.5٪ را داشته باشد. این یک فلومتر بسیار دقیق است و می تواند برای مایعات چسبناک تا 100 سانتی گراد استفاده شود. حداقل 10 قطر لوله مستقیم

روی ورودی لازم است. متداول ترین خروجی ها موج سینوسی یا فرکانس موج مربعی است اما تهویه های سیگنال را می توان در بالا برای خروجی های آنالوگ و طبقه بندی های

ضد انفجار نصب کرد. فلومتر از یک روتور چند تیغه ای تشکیل شده است که در زاویه راست جریان قرار گرفته و در جریان سیال بر روی یاتاقان آزاد جریان معلق است.

 

فلومتر جرمی کوریولیس:

این فلومترها براساس پدیده کوریولیس عمل می کنند؛بدین صورت که یک یا دو لوله ی موجود در محفظه فلومتر توسط یک سیم پیچ تحریک با یک فرکانس مشخص شروع به

نوسان می کند. حال حرکت سیال از داخل لوله ها باعث ایجاد نیروی عمود بر لوله ها می شود که این نیرو به نیروی کوریولیس معروف است و این نیرو در سرتاسر لوله یکسان نمی

باشد و به همین دلیل ابتدا و انتهای لوله ها باعث انحراف جزئی می شود.با قرارگیری دو سنسور مغناطیسی در ابتدا و انتهای لوله ها و اندازه گیری ولتاژ خروجی و تعیین اختلاف فاز

و اختلاف فرکانس خروجی سنسورها،بترتیب دبی جرمی و چگالی سیال بدست می آید.مشخص است که با داشتن دو پارامتر جرم و چگالی،دبی حجمی به راحتی قابل محاسبه

است.ازاین فلومترها جهت اندازه گیری دبی مایعات و گازها،مایعات دو فازی و چند فازی،اسیدها و موادشیمیایی صرف نظر از ضریب هدایت ،دما،فشار و چسبندگی سیال به کار

می رود.

فلومتر سطح متغیر(روتامتر):

روتامترها یک ابزار اندازه گیری جریان ساده ، قابل اعتماد و ارزان هستند. هنگامی که یک گاز یا مایع به یک لوله جریان مخروطی یکنواخت وارد می شود ، یک شناور افزایش می یابد

، وزن آن توسط سیالی که از زیر آن جریان دارد پشتیبانی می شود ، تا زمانی که کل حجم مایع بتواند از کنار شناور عبور کند. موقعیت شناور با یک نقطه در مقیاس اندازه گیری

لوله مطابقت دارد و نشانه ای از میزان جریان سیال را فراهم می کند.

فلومتر ورتکس:

از مزایای اصلی فلومتر ورتکس ، حساسیت کم آنها به تغییرات شرایط فرآیند و سایش کم نسبت به روزنه ها یا کنتورهای توربین است. همچنین ، هزینه های اولیه و نگهداری کم

است. به همین دلایل ، استقبال گسترده تری در بین کاربران پیدا کرده اند. متر ورتکس نیاز به اندازه دارد .

 

فلومتر آلتراسونیک:

فلومتر داپلر اولتراسونیک معمولاً در کاربردهای مانند فاضلاب و سایر مایعات  که به طور معمول به سنسورهای معمولی آسیب می رسانند ، استفاده

می شود. هنگامی که توسط ذرات معلق یا حباب های گاز (حرکت ناپیوسته) منعکس می شود ، اصل اساسی عملکرد از تغییر فرکانس (اثر داپلر) استفاده می کند.

 

فلومتر مغناطیسی:

فلومتر های مغناطیسی، به دلیل اندازه گیری قابل اطمینان میزان دبی و دقت بسیار بالا  و ویژگی هایی مانند از دست دادن فشار کم و عملکرد بدون تعمیر و نگهداری ، در

کاربردهای مختلف صنعتی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند.

فلومتر ترمال مس:

فلومتر ترمال مس های حرارتی برای هوای فشرده - دارای فناوری قوی برای نظارت بر هوای فشرده با سهولت افزودن به خطوط موجود با ارائه سیگنال های منتقل شده و نمایشگر

LCD لوکال

 می خواهید جریان را اندازه گیری کنید؟

به نظر می رسد پاسخ این است که یک فلومتر بخرید. با جریان سیال که به عنوان مقدار سیالی که از یک مکان مشخص عبور می کند تعریف شده است ، این امر ساده به نظر می

رسد - هر جریان سنج کافی است. با این حال ، معادله زیر را توصیف کنید که جریان سیال در یک لوله را توصیف می کند.

Q = A x v
 

Q سرعت جریان ، A ناحیه مقاطعی لوله و v میانگین سرعت مایع در لوله است. با به کار بردن این معادله ، جریان سیالی که با سرعت متوسط ​​1 متر در ثانیه از طریق لوله ای با

سطح مقطع 1 متر مربع حرکت می کند ، 1 متر مکعب در ثانیه است. توجه داشته باشید که Q یک حجم در واحد زمان است ، بنابراین Q معمولاً به عنوان دبی "حجمی" نشان داده

می شود. اکنون معادله زیر را در نظر بگیرید:

W = rho x Q

جایی که W سرعت جریان است و rho چگالی سیال است. با استفاده از این معادله ، هنگامی که 1 متر مکعب در ثانیه مایعی با تراکم 1 کیلوگرم بر متر مکعب

جریان دارد ، سرعت جریان 1 کیلوگرم در ثانیه خواهد بود. (همین کار را می توان برای "پوند" های معمول انجام داد. بدون جزئیات - یک پوند واحد جرم فرض می شود.) توجه داشته

باشید که W جرم در واحد زمان است ، بنابراین W به عنوان "جرم" نشان داده می شود  در بعضی از کاربردها ، اندازه گیری جریان حجمی کاری است که باید انجام شود.

در نظر گرفتن یک مخزن. برای جلوگیری از سرریز شدن مخزنی که می توان مایعات با تراکم متفاوت را به آن اضافه کرد ، جریان حجمی ممکن است مورد توجه باشد. (سپس دوباره ،

یک فرستنده سطح و سوئیچ / خاموش شدن سطح بالا ممکن است نیاز به یک جریان سنج را از بین ببرد.) کنترل جریان سیال در فرایندی را در نظر بگیرید که فقط می تواند حجم

محدودی در واحد زمان را بپذیرد. اندازه گیری جریان حجمی قابل استفاده به نظر می رسد.

در فرآیندهای دیگر ، جریان جرم مهم است. واکنشهای شیمیایی را در جایی که واکنش به مواد A ، B و C مطلوب است در نظر بگیرید ، تعداد مولکولهای موجود (جرم آن) و نه حجم

آن مورد توجه است.