Alles über HART-Kommunikatoren und IIoT-Lösungen.

Ich hatte jahrelang damit zu tun, HART-Kommunikatoren zu aktualisieren und Kunden bei ihrer Arbeit mit diesen Kommunikatoren zu unterstützen. Selbst wenn Sie glauben, dass ein HART-Kommunikator ein ganz simples Gerät ist, passiert doch immer wieder Folgendes: Die meisten Benutzer holen ihn aus seinem Karton, laden ihn auf, beginnen damit, ihn zu verwenden, und haben schon die ersten Probleme.

Wenn das Handbediengerät beispielsweise das Feldgerät nicht auffinden kann oder wenn im Display generische Informationen angezeigt werden, wissen die meisten Benutzer nicht, was sie machen sollen. Heute jedoch sind die Benutzeroberfläche und die Benutzererfahrung eines HART-Kommunikators viel besser als damals, als ich noch im Kunden-Support war.

Gleichzeitig sind aber viele Fragen die gleichen geblieben, weshalb ich mich entschieden habe, heute einige dieser Fragen zu beantworten. Außerdem möchte ich gerne erläutern, weshalb der HART-Kommunikator mehr als nur ein simples Handbediengerät ist.

Die neuen industriellen Tablet-PCs, die jetzt als Kommunikatoren eingesetzt werden, bieten dem Benutzer endlose Möglichkeiten – viel mehr als ein Handbediengerät – und sind wesentliche Tools, wenn Sie mit IIoT-Services eine umfassende Benutzererfahrung haben möchten.

Beschäftigen wir uns nun mit diesen allgemeinen Fragen zu HART-Kommunikatoren, und finden wir heraus, wie die neuen Versionen zum entscheidenden Werkzeug im Feld geworden sind. Begleiten Sie mich und lernen wir gemeinsam etwas Neues.

Was ist das HART-Kommunikationsprotokoll?

Zunächst muss gesagt werden, dass viele Benutzer Fragen dazu haben, wie das HART-Protokoll arbeitet und was HART eigentlich bedeutet. Lassen Sie mich daher mit diesen beiden Punkten beginnen: HART ist eine Abkürzung für Highway Addressable Remote Transducer. Es wurde vor langer Zeit entwickelt, genauer gesagt, Mitte der 1980er Jahre.

Zu der Zeit war das HART-Protokoll ein proprietäres Protokoll, das erst 1986 zum offenen Protokoll wurde. Wenn wir von HART sprechen, meinen wir damit ein hybrides Protokoll. Das bedeutet, dass das digitale Signal das 4-20-mA-Analogsignal überlagert.

Bei diesem Thema können wir leider nicht verhindern, etwas technisch zu werden. Gehen wir nun also in die wesentlichen technischen Details. HART wurde auf der Grundlage des Bell-202-Telefonstandards entwickelt, mit Frequency Shift Keying (FSK) bei 1200 bps für Modulation und Demodulation. Sein digitales Signal wird als 1200 Hz identifiziert, was für "1" steht, während "0" durch 2200 Hz dargestellt wird.

Das HART-Protokoll wird von einem Feldgerät verwendet, um Ihnen Zugriff auf das Menü zu bieten und Ihnen zu erlauben, es zu konfigurieren. Hinzu kommt, dass Sie, ebenfalls über HART, zwischen dem Gerät und der Steuerung kommunizieren können.

So, ich denke, nun wissen Sie, was das HART-Protokoll ist. Es gibt andere, weiterführende Themen, die dieses Protokoll betreffen, wie z. B. HART Multi-drop, HART-Befehle, Treiber etc. Ich werde auf einige davon später noch eingehen.

Wozu wird ein HART-Kommunikator verwendet?

Bevor das HART-Protokoll aufkam, verfügten die Geräte nur über eine lokale Konfiguration, um den Nullpunkt und die Spanne des Messbereichs einzustellen. Ich habe das einige Male gemacht. Das Gerät war lediglich mit einer Schraube ausgestattet, um den Messbereich und den Nullpunkt einzustellen, so einfach war das.

Als die neuen Geräte mit HART-Protokoll auf dem Markt auftauchten, schienen die Handbediengeräte ein Werkzeug zu sein, um auf die Konfiguration zugreifen zu können.

Diese neuen Geräte boten die Möglichkeit, den Messbereich und andere Merkmale einzustellen, um eine bessere Messung zu erhalten. Das Handbediengerät war ein bequemes Werkzeug, um Zugriff auf das Gerät zu erhalten, alle Konfigurationen und Diagnosedaten zu prüfen und bei Bedarf die notwendigen Änderungen vorzunehmen.

Heutzutage ist der HART-Konfigurator, der einst ein Handbediengerät war, zu einem industriellen Tablet-PC geworden. Und dieser Tablet-PC bietet weit mehr als nur die HART-Kommunikation. Sie können jetzt über praktisch alle Feldbusprotokolle kommunizieren.

Außerdem bieten Ihnen die neuen Tablets die Möglichkeit, auch andere Anwendungen darauf zu installieren, wodurch sich Ihnen eine breite Palette an weiteren neuen Möglichkeiten eröffnet. Jetzt können Sie sogar IIoT-Services auf Ihrem Tablet nutzen, um die Zustandsinformationen zu Ihren Geräten abzurufen, neue Dokumente zu speichern und sich mit Ihrer installierten Basis noch vertrauter zu machen.

Um es zusammenzufassen: Heute halten Sie ein wirklich leistungsstarkes Werkzeug in Ihren Händen. Es ermöglicht Ihnen beim Einrichten aller Arten von Feldgeräten eine bessere Benutzererfahrung. Und zusätzlich dazu können Sie viele verschiedene Anwendungen auf dem Tablet ausführen.

Weshalb wird der 250-Ohm-Widerstand mit dem HART-Kommunikator verwendet?

Sie werden sagen, "aber manchmal brauche ich ihn nicht". Sie haben vollkommen recht! Wenn sich das Gerät im Feld befindet, benötigen Sie ihn normalerweise nicht, aber manchmal eben doch. Es ist in jedem Fall wichtig, ihn immer und überall dabei zu haben, sobald ein HART-Gerät in der Nähe ist.

Der Widerstand ist notwendig, um eine Impedanz auf dem Loop zu erzeugen, selbst dann, wenn wir bereits eine haben. Es ist entscheidend, mindestens 230 Ohm zu erzeugen, um die HART-Kommunikation aufzubauen. Normalerweise kann das Steuerungssystem diese Impedanz bereitstellen. In dem Fall brauchen Sie im Feld keinen Widerstand zu verwenden, aber es ist trotzdem gut, immer einen bei sich zu haben.

Die Botschaft ist einfach: Vergessen Sie niemals, einen 250-Ohm-Widerstand griffbereit in der Tasche zu haben.

Wie verbindet sich der HART-Kommunikator mit einem Transmitter?

Bei dem ersten Kunden, den ich im Laufe meiner Karriere aufgesucht habe, musste ich die Kommunikation zu einem Coriolis-Durchflussmessgerät herstellen, um die Diagnosedaten des Gerätes zu überprüfen. Wie ich schon sagte, es war das erste Mal, dass ich so etwas zu erledigen hatte, und ich war alleine mit dem Kunden, um ein Coriolis-Durchflussmessgerät zu überprüfen.

Wenn Sie mit der Instrumentierung vertraut sind, dann wissen Sie auch, dass das nicht gerade das einfachste Gerät für einen Anfänger ist.

Was passierte also? Ich war unglaublich nervös und hatte ein Problem damit, lokal über einen HART-Kommunikator mit dem Feldgerät zu kommunizieren. Ich schloss den 250-Ohm-Widerstand nicht korrekt an, und das bedeutete, dass die Kommunikation nicht funktionierte. Ja, ich hatte es so richtig schön verbockt.

Wie man eine Verbindung zwischen dem HART-Kommunikator und einem Transmitter herstellt, hängt davon ab, ob es sich um ein aktives oder passives und um ein 2- oder ein 4-Leiter-Gerät handelt . Bei einem 2-Leiter-Gerät können Sie die Kommunikationsschnittstelle verwenden, um die Kommunikation herzustellen.

Und vergessen Sie nicht, bei Bedarf den 250-Ohm-Widerstand zu verwenden, um die Impedanz im Loop zu erzeugen. Sie können den HART-Kommunikator auch parallel zu dem Widerstand anschließen, der an den Loop angeschlossen ist.

Bei einem 4-Leiter-Gerät müssen Sie den Widerstand vom positiven zum negativen Ausgang des Transmitters und dann den Feldkommunikator parallel zum Widerstand anschließen.

Wie führt man eine Kalibrierung mit einem HART-Kommunikator durch?

Lassen Sie mich Ihre Frage mit einer anderen Frage beantworten: Was genau bedeutet Kalibrierung für Sie? Während der Kalibrierung ist der HART-Kommunikator ein wertvolles Werkzeug, aber ich denke, der Begriff "Kalibrierung" wird manchmal missverstanden.

Wenn wir eine Kalibrierung durchführen, vergleichen wir das zu kalibrierende Gerät mit einem Referenzgerät mit höherer Genauigkeit und allen notwendigen Zertifikaten.

Das bedeutet, dass Sie während der Kalibrierung nur den Messbereich des zu kalibrierenden Gerätes mit dem des hochgenauen Gerätes vergleichen.

Wenn Sie nach dem Überprüfen des Messbereichs auf einen Fehler stoßen, der höher als empfohlen ist, müssen Sie das Gerät justieren. Somit kann der HART-Kommunikator während der Kalibrierung das Werkzeug sein, mit dem Sie prüfen, ob alles korrekt eingerichtet ist, und das Ihnen die Messwerte anzeigt – und das war's auch schon.

Sollten Sie die Steilheit oder die Offset-Trimmung justieren müssen, kann Ihnen der HART-Kommunikator auch helfen. Es handelt sich um ein unerlässliches Werkzeug, das Ihnen Zugriff auf den Menübaum gewährt, sodass Sie die Möglichkeit haben, die notwendigen Modifizierungen vorzunehmen.

Wie wird der HART-Kommunikator aktualisiert?

Der Vorgang zur Aktualisierung des HART-Kommunikators ist einfach, aber weshalb muss er überhaupt aktualisiert werden? Die Idee ist simpel: HART-Kommunikatoren enthalten eine Datenbank mit allen Dateien, die Sie benötigen, um auf das Menü des Feldgerätes zuzugreifen.

In der Regel findet man Handbediengeräte/Kommunikatoren, die mit Device Descriptions (DD)- oder Device Type Manager (DTM)-Dateien arbeiten.  In beiden Fällen funktionieren diese Dateien als Treiber und ermöglichen Ihnen den Zugriff auf die Informationen des Gerätes, das an den Feldkommunikator angeschlossen ist.

Wenn Ihnen diese Dateien nicht zur Verfügung stehen, erlaubt Ihnen Ihr HART-Kommunikator nur einen allgemeinen Zugriff auf das Gerät. Das bedeutet, dass Sie keinen vollständigen Zugriff auf den gesamten Konfigurationsbaum haben. Ihr Zugriff ist auf eine grundlegende Konfiguration für das Gerät beschränkt, und Sie sind zu vielen Änderungen nicht berechtigt.

Das Kommunikator-Update kann mit einem Software-Update verbunden sein, um neue Funktionalitäten zu erhalten oder neue Treiber zu installieren, um Zugriff auf eine höhere Zahl von Geräten zu haben. Wie dieser Vorgang jeweils abläuft, hängt von dem Kommunikator ab, den Sie einsetzen.

Beim Field Xpert SMT70 beispielsweise verläuft das DTM-Update automatisch. Der Vorgang an sich ist, wie ich schon sagte, spielend einfach. Sie klicken auf das Cloud-Symbol in der Statusleiste, melden sich an, wählen einen Abonnementtyp und laden die Dateien herunter. Ein Kinderspiel, oder?

Welcher ist der beste HART-Kommunikator?

Diese Frage ist nicht leicht zu beantworten, aber ich kann Ihnen eine Reihe von wichtigen Punkten nennen, die Ihnen dabei helfen können, den für Ihre Zwecke am besten geeigneten HART-Kommunikator zu finden. Ich stehe auf dem Standpunkt, dass der Benutzer immer derjenige sein sollte, der das für ihn beste Werkzeug definiert.

Das ist nur meine persönliche Meinung, aber es gibt viele Faktoren, die Ihnen dabei helfen können, eine Antwort auf diese Frage zu finden. Fragen Sie sich einfach selbst.

-          Ist mein HART-Kommunikator ein flexibles Gerät? Ich meine, kann ich ihn auch für andere Aktivitäten einsetzen?

-          Wie kompliziert ist der Update-Vorgang für meinen HART-Kommunikator?

-          Steht mir ein exzellenter technischer Support für mein Gerät zur Verfügung?

-          Wie einfach ist die Benutzererfahrung – und ist sie gut?

-          Kann ich den Kommunikator verwenden, um auch die Geräte anderer Hersteller und Geräte mit anderen Protokollen einzurichten?

Diese Fragen können Ihnen dabei helfen, den besten HART-Kommunikator für Ihren Verwendungszweck zu finden.

Welche Vorteile bietet ein HART-Kommunikator?

HART-Kommunikatoren werden zunehmend zu universellen Werkzeugen. Heute bestehen sie aus einem Tablet-PC, auf dem sich neben der notwendigen Software, um Ihre Feldgeräte mit unterschiedlichen Protokollen einzurichten, auch weitere Tools befinden. In der Vergangenheit dienten die Feldkommunikatoren nur zum Einrichten von Geräten, heute dagegen bieten sie weitaus mehr Funktionalitäten.

So können Sie beispielsweise Ihr universelles Tablet nutzen, um Berichte zu erstellen und dann von dem betreffenden Feldgerät Fotos zu machen und anzufügen. Außerdem können Sie jede Windows-Anwendung darauf installieren, wodurch Sie eine ganze Bandbreite von weiteren Möglichkeiten haben.

Heutzutage, mit der im Feld bestehenden Bluetooth- und Wi-Fi-Konnektivität, können Sie über drahtlose Technologien auf Ihre Feldgeräte zugreifen und unglaublich viel Zeit bei der Konfiguration und Statusabfrage Ihrer Geräte sparen.

Und schließlich können die Industrial Internet of Things-Services mit dem Tablet arbeiten. Sie haben alle intelligenten Informationen zu Ihrer installierten Basis, dem Gerätezustand und mehr in Ihrem Tablet.

Wie wird der HART-Kommunikator in einer IIoT-Lösung verwendet?

Mit den neuesten HART-Konfiguratoren haben Sie zahlreiche Möglichkeiten. Eine tolle Funktion, die ich hier erwähnen möchte, ist die Möglichkeit, wie Sie mit dem Konfigurator die Arbeitsdateien und digitalen Zwillinge Ihrer Geräte verwalten können. Nehmen wir zum Beispiel die Netilion Library und ein Field Xpert.

Zunächst muss ich sagen, wenn wir über Netilion Library sprechen, dann sprechen wir über eine intelligente Art, alle Dateien und Dokumente, mit denen Sie arbeiten, in der Cloud zu organisieren und zu speichern.  Sie können über verschiedene Geräte auf die Netilion Library zugreifen, so z. B. über Ihr Smartphone und Ihre Laptop, gleichgültig, wo Sie sich gerade aufhalten.

Wenn Sie über einen industriellen Tablet-PC, wie beispielsweise Field Xpert, verfügen, steht Ihnen das entscheidende Werkzeug für Feldingenieure und Feldtechniker zur Verfügung. Es ist absolut entscheidend, einfachen Zugriff auf die Dokumentation, Konfigurationsdetails, Berichte, Aufgaben etc. Ihrer Feldgeräte zu haben.

Wenn Sie Field Xpert mit Netilion kombinieren, erhalten Sie eine robuste Lösung, mit der Sie unglaublich viel Zeit sparen können, wenn es um das Auffinden aller Dokumenten zu Ihrem Gerät geht. Ein weiteres Plus: Sie können diese Dateien zudem alle mit Ihrem Team gemeinsam nutzen.

Probieren Sie die Netilion Library doch einfach mal kostenlos aus und überzeugen Sie sich selbst davon, wie einfach es ist, Ihre Arbeitsdateien zu organisieren und jederzeit und überall Zugriff darauf zu haben.

So, ich glaube, das wär's dann für heute.

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Bis dann!