USB-HART
Главная > Продукция > HART преобразователи > Преобразователь интерфейсов «USB-HART/RS-485»
Преобразователь интерфейсов
«USB-HART/RS-485»
Преобразователь интерфейсов «USB-HART/RS-485» предназначен для подключения ПК или средств АСУ ТП к интеллектуальным полевым устройствам. Он обеспечивает обмен данными по HART-протоколу (по линии 4–20 мА) или по RS-485 (Modbus) и преобразует его в обмен по USB с отображением на компьютере как виртуальный COM-порт.
Подключение к ПК выполняется через USB-кабель типа A–B, входящий в комплект поставки.
Конструктивно устройство выполнено в моноблочном настольном исполнении. Выпускается в общепромышленном и взрывозащищённом исполнениях (тип взрывозащиты искробезопасная цепь).
Преобразователь предназначен для установки вне взрывоопасных зон и может применяться для работы с устройствами (датчиками), установленными во взрывоопасных зонах — при соблюдении требований документации и схем включения.
Применение
Преобразователь используют для настройки, параметрирования, диагностики и тестирования полевых устройств, работающих по HART-протоколу (по линии 4–20 мА) или по RS-485 (Modbus), с подключением к ПК/ноутбуку через USB (виртуальный COM-порт).
Работа выполняется с помощью сертифицированного ПО, например PACTware (при наличии DTM/драйверов производителя), либо через специализированные программы, рекомендованные производителем подключаемого датчика/устройства.
Преимущества
Функциональные преимущества
- Два протокола в одном устройстве — поддержка протоколов HART и Modbus без необходимости использования двух отдельных адаптеров.
- Поддержка PACTware и DTM — совместимость с сертифицированным программным обеспечением упрощает настройку и параметризацию интеллектуальных полевых датчиков.
- Встроенный источник питания +24 В — преобразователь обеспечивает питание HART-датчиков напрямую (до 30 мА) без внешнего блока питания.
- Питание от USB без внешнего адаптера — устройство работает от USB-порта ПК (5 В, 300 мА), что упрощает подключение и исключает необходимость во внешнем источнике питания.
Конструктивные особенности
- Гальваническая развязка интерфейсов — безопасное подключение к полевым цепям благодаря изоляции 500 В между USB и линиями RS-485/HART
- Взрывозащищённое исполнение, тип взрывозащиты искробезопасная цепь, — сертификат Ex ia (IIC) позволяет применять преобразователь для работы с устройствами (датчиками), установленными во взрывоопасных зонах
- Высокая надёжность — длительная наработка на отказ (~30000 ч) обеспечивает стабильную работу в составе АСУТП и минимизирует затраты на обслуживание
Структурная схема
Преобразователь представляет собой устройство, предназначенное для согласования (связи) ПК или средств АСУТП с интеллектуальными устройствами, поддерживающими HART-протокол или интерфейс RS-485. Согласно структурной схеме преобразователя, в зависимости от выбранного интерфейса преобразователь USB/UART соединяется с преобразователем UART/RS-485 или UART/HART. Гальваническая изоляция интерфейса RS-485 обеспечивается применением преобразователя UART/RS-485 со встроенной гальванической изоляцией и источника питания DC/DC (+5В/+5В) с гальванической изоляцией. Гальваническая изоляция интерфейса HART обеспечивается применением разделительных конденсаторов и источника питания DC/DC (+5В/+24В) с гальванической изоляцией. Выходные клеммы для подключения внешнего устройства коммутируются в зависимости от выбранного интерфейса.
Технические характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Характеристики внешнего воздействия | |
| Рабочий диапазон температур, ºС | от -20 до +50 |
| Рабочий диапазон атмосферного давления, кПа | от 84,0 до 106,7 |
| Внешнее переменное магнитное поле частотой 50 Гц напряженностью, не более, А/м | 400 |
| Климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 | УХЛ 3.1 |
| Группа исполнения по стойкости к вибрации по ГОСТ Р 52931-2008 | V1 |
| Общие технические характеристики | |
| Габаритные размеры, мм | 90х65х27 |
| Масса, не более, кг | 0,08 |
| Степень защиты от воздействия окружающей среды по ГОСТ 14254-2015 | IP40 |
| Взрывозащищенное исполнение | [Ex ia Ga] IIC X |
| Тип разъемов для подключения по HART-протоколу, RS-485 | Разъемы типа «Banana»,
максимальное входное сечение 4 мм² |
| Средняя наработка до отказа, не менее, ч | 30000 |
| Класс защиты от поражения электрическим током по ГОСТ12.2.007.0-75 | III |
| Напряжение питания Преобразователя (от USB порта), не более, В | 5 |
| Ток потребления, не более, мА | 300 |
| Значения испытательного напряжения при проверке прочности гальванической изоляции между входными и выходными цепями Преобразователя, В | 500 |
| Сопротивление электрической изоляции между входными и выходными цепями преобразователя при нормальных климатических условиях, не менее, МОм | 40 |
| Протокол HART | |
| Амплитуда HART сигнала синусоидальной формы с частотой 1200 или 2200 Гц, мВ | 250±10 |
| Обнаружение HART сигнала при размахе амплитуды более, мВ | 120 |
| Отсутствие реакции на HART сигнал при размахе амплитуды менее, мВ | 80 |
| Напряжение встроенного источника питания, В | 24 |
| Максимальный ток потребления от встроенного источника питания, мА | 30 |
| Скорость передачи данных, бод | 1200 |
| Выходные значения искробезопасных электрических цепей HART | |
| Максимальное выходное напряжение Uo, В | +24 |
| Максимальный выходной ток Io, мА | 53,7 |
| Максимальная выходная мощность Po, Вт | 0,32 |
| Максимальная выходная емкость Сo, нФ | 27,5 |
| Максимальная выходная индуктивность Lo, мкГн | 50 |
| Интерфейс RS-485 | |
| Размах выходного дифференциального сигнала, не менее, В | 2,1 |
| Обнаружение входного сигнала при размахе, более, мВ | 70 |
| Согласующий терминальный резистор, Ом | 100 |
| Максимальная скорость передачи данных, Мбит/сек | 3 |
| Скорость передачи данных, бод | От 1200 до 256000 |
| Интерфейс RS-485 | |
| Максимальное выходное напряжение Uo, В | +5 |
| Максимальный выходной ток Io, мА 2 | 85 |
| Максимальная выходная мощность Po, Вт | 0,11 |
| Максимальная выходная емкость Сo, нФ | 5,5 |
| Максимальная выходная индуктивность Lo, мкГн | 50 |
Схемы подключения
На Рисунке 1 показана рекомендуемая схема подключения Преобразователя в токовую петлю (пассивный токовый выход датчика), на схеме указаны: датчик, поддерживающий HART-протокол, Преобразователь интерфейсов «USB-HART/RS-485», Rн – нагрузка, не менее 250 Ом, G – источник питания, ПК – персональный компьютер.
На Рисунке 2 показана рекомендуемая схема подключения Преобразователя (активный токовый выход датчика), на схеме указаны: датчик поддерживающий HART-протокол, Преобразователь интерфейсов «USB-HART/RS-485», Rн – нагрузка, не менее 250 Ом, ПК – персональный компьютер.
На Рисунке 3 показана рекомендуемая схема подключения Преобразователя без сертификации-Ex, через искробезопасный барьер, на схеме указаны: датчик поддерживающий HART-протокол, Преобразователь интерфейсов «USB-HART/RS-485», барьер искробезопасности Ex, G – источник питания, Rн – нагрузка, не менее 250 Ом, ПК – персональный компьютер.
На Рисунке 4 показана рекомендуемая схема подключения Преобразователя с питанием датчика от встроенного источника питания Преобразователя (пассивный датчик), на схеме указаны: датчик поддерживающий HART-протокол, Преобразователь интерфейсов «USB-HART/RS-485», ПК – персональный компьютер, G – встроенный источник питания, Rн – встроенный резистор нагрузки 200 Ом.
На Рисунке 5 показана рекомендуемая схема подключения Преобразователя, на схеме указаны: устройство с интерфейсом RS-485, Преобразователь интерфейсов «USB-HART/RS-485», Rт – оконечный (терминальный) резистор 100 Ом, SW-2 –переключатель оконечного резистора, ПК – персональный компьютер.
На Рисунке 6 показана рекомендуемая схема подключения Преобразователя имеющего сертификат Ex, на схеме указаны: датчик поддерживающий HART-протокол, Преобразователь интерфейсов «USB-HART/RS-485», барьер искробезопасности Ex, G – источник питания, ПК – персональный компьютер.
Программное обеспечение
Работа производится через специализированные программы, рекомендованные производителями датчиков/устройств для работы по HART протоколу.
Документация
Типовые схемы подключения
Комплектация
| Наименование | Количество |
|---|---|
| Преобразователь | 1 |
| USB-кабель тип А-В | 1 |
| Комплект щупов | 1 |
| Паспорт | 1 |
| Чехол-сумка для переноски | 1 |
Обучающий урок HART модем, подключение, PACTWARE
Сопутствующие устройства
Задать вопрос специалисту
Напишите нам, и наши специалисты помогут вам найти оптимальное решение для вашей задачи.
Часто задаваемые вопросы
Можно ли подключиться к датчику без внешнего источника питания?
Да. Преобразователь BRIC имеет встроенный источник +24 В (до 30 мА) и нагрузку 200 Ом, что позволяет напрямую подключать «пассивный» HART-датчик без внешнего питания. Это удобно при настройке на объекте или в лаборатории.
Поддерживается ли работа с любыми HART-совместимыми датчиками?
Да. Преобразователь работает с любыми HART-устройствами — важно, чтобы в вашем программном обеспечении (например, PACTware) был DTM-файл от производителя датчика. Это стандартная практика для всех HART-модемов.
Есть ли гальваническая развязка и насколько она надёжна?
Есть. USB-интерфейс развязан от HART/RS-485 с помощью DC/DC-преобразователей и изоляторов, выдерживающих испытательное напряжение 500 В. Это критично при работе на действующих объектах с возможной разностью потенциалов.
Можно ли использовать один преобразователь и для HART, и для Modbus?
Да. Это ключевая особенность BRIC: вы выбираете нужный режим (HART или RS-485) переключателем на корпусе — и работаете с соответствующим интерфейсом через один USB-порт.
Работает ли устройство «из коробки» или нужны драйверы/настройка?
В большинстве случаев — да. Windows автоматически определяет преобразователь как виртуальный COM-порт. Если драйвер не установился, его можно вручную поставить из архива — это занимает пару минут.
