EP0792501B1 - Dispositif d'adaptation de capteurs ou d'actionneurs de type "hart" avec un reseau local industriel et procede de mise en uvre de ce dispositif - Google Patents

Dispositif d'adaptation de capteurs ou d'actionneurs de type "hart" avec un reseau local industriel et procede de mise en uvre de ce dispositif Download PDF

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EP0792501B1
EP0792501B1 EP95940321A EP95940321A EP0792501B1 EP 0792501 B1 EP0792501 B1 EP 0792501B1 EP 95940321 A EP95940321 A EP 95940321A EP 95940321 A EP95940321 A EP 95940321A EP 0792501 B1 EP0792501 B1 EP 0792501B1
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EP
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module
network
hart
sensor
fip
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EP95940321A
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Inventor
Guy Benoit
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Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00—Electric signal transmission systems
    • G08C19/02—Electric signal transmission systems in which the signal transmitted is magnitude of current or voltage

Definitions

  • the present invention relates to a device for adapting "HART" type sensors or actuators (registered trademark) with a network industrial premises, for example of the "FIP” type or of the “PROFIBUS” type, and a method of implementing this device.
  • the sensors used in automation use a 4-20 mA output to transmit their measurement.
  • the current of 4 mA corresponds to the minimum measured value and 20 mA to the value maximum.
  • HART uses the BELL 202 communication standard which based on frequency modulation signal transmission with 2 specific frequencies.
  • the communication speed is 1200 baud.
  • the "FIP” network is standardized in France by the Technical Union of electricity or U.T.E. and the documents relating to this standard bear the references C46-601, PrC46-602, PrC46-603, PrC46-604, C46-605, PrC46-606, C46-607, C46-637, and C46-645.
  • the local network can also be a network of the type “PROFIBUS” as described in the article entitled “Kommunikation auf der Instrumentierungsebene ”by Walter Borst (Elektronik, vol. 40, number 20, 1st October 1991, pages 82-86, XP 000265899).
  • the object of the invention is to establish communication between the "FIP” network and "FIP" sensors and actuators as well as with sensors and "HART" actuators.
  • the present invention relates to a device for adapting "HART" type sensors or actuators with an industrial local network, characterized in that it comprises a first stage of galvanic isolation, a filter amplifier, a formatting discriminator, a modem restoring the coded digital information, a microcontroller programmed to translate messages in local network language, an interface circuit and a second galvanic isolation stage, connected in series, the first galvanic isolation stage being connected to the sensor and the second galvanic isolation stage being connected to the local network.
  • the local network can be a "FIP” network or a "PROFIBUS" network.
  • sensors and actuators are “seen” the same way by the network user.
  • the implementation of all the sensors and actuators compatible with the "HART" protocol become possible. All the digital information produced by a sensor passes through the local network. The exploitation of all the intelligent functions can be done from anywhere on the network.
  • the device of the invention must make it possible to establish communication between a local industrial network "FIP” 10 and “FIP” sensors 11 and “FIP” actuator 12, as well as with sensors “HART” 13 and actuator "HART '14.
  • the local industrial network "FIP" makes it possible to connect the automation components by a single cable which adopts a bus structure.
  • the first goal is to save on wiring compared to wire to wire links to a multiple input acquisition system.
  • the media used are the shielded two-wire pair or optical fiber.
  • the network access mode is managed as illustrated in FIGS. 2A and 2B, on which are represented a bus arbiter AB and ST1 stations .... STn.
  • the bus arbiter manages the communication. He knows the stations transmitters of data and the frequency of each data. For example, as shown in Figure 2A, give the right to speak at the station ST2. All stations listen. ST1 and ST3 stations are interested here by the message sent by the station ST2, not the others.
  • the station ST2 transmits its message, stations ST1 and ST3 receive it simultaneously. Bus referee go to the next call in due time.
  • FIG. 3 illustrates a "HART" sensor.
  • the microprocessor 23 incorporated into the sensor, constitutes "intelligence" which brings new functions: linearization of the curve, change of scale, etc.
  • the non-volatile memories 22, 24 retain the settings, the coefficients and characteristics of the module.
  • the output 29 of the pressure information is presented under analog form thanks to the digital-analog converter 26 which delivers a current varying from 4 to 20 mA. All digital information remains accessible digitally and in both directions via the digital communication module 27 which superimposes "1" and "0" on the output current.
  • FIGS 4 and 5 illustrate the coding principle of "HART" information, with adapter 32 to the "FIP” network 33.
  • the sensor or actuator 30 is powered by a power supply continuous 31 (usually 24 Volts). Depending on the value of the quantity physics measured by the sensor, a current having a value of 4 to 20 mA circulates in resistors R1 and R2. A weak sinusoidal signal I is superimposed on this current. As shown in Figure 5, a logical "1" is consisting of a sinusoid period at 1200 Hz, a logical "0" is formed a sinusoid at 2200 Hz of identical duration. Reference 34 corresponds to access to other users.
  • the sequence of bits forms bytes which are coded in ASCII.
  • a series of characters forms a message.
  • the "HART" protocol provides for number of standardized messages that make up the questions and answers necessary for dialogue with the whole range of sensor-actuators.
  • the adapter device of the invention is illustrated in FIG. 6, the references considered in FIG. 4 being preserved.
  • This device includes a first galvanic isolation stage 35, a filter amplifier 36, a formatting discriminator 37, a modem 38 restoring the information digital coded, a microcontroller 39 programmed to translate the messages in “FIP” language, a known “FIP circuit” 40 serving as an interface with the "FIP” network, and a second stage of galvanic isolation 41.
  • This adapter device collects a voltage across the terminals of R1 proportional to the current 4-20 mA, as well as the sinusoidal voltage previously described.
  • the first stage of galvanic isolation 35 allows transmit the alternating current without letting the DC pass. These signals are very low because the value of resistance R1 must be chosen the lowest possible. It is therefore necessary to amplify them.
  • Amplifier 36 forms a filter bandpass to improve the signal to noise ratio.
  • the sinusoids V1 represented in FIG. 7A are transformed into slots V2, represented in FIG. 7B, by the discriminator 37 then presented at the input of modem 38. This reconstitutes the "1" and the "0" logic and directs them to the serial input of microcontroller 39.
  • This microcontroller can reconstruct the "HART" messages, by decipher the content and translate it to make it available to the "FIP" network 33.
  • the dialogue also works the other way. That is to say from the microcontroller 39 to the modem 38, then from the modem 38 to the insulation galvanic 35. The message is then injected into the current loop and received by the sensor or actuator 30.
  • the microcontroller 39 can exchange data with the "FIP" network 33 thanks to one of the integrated circuits specially designed for this network (for example the Fullfip circuits designed by Cegelec, Fipiu by Telemechanics).
  • Galvanic isolation 41 on the "FIP" side, is usually made with a transformer or an optical fiber.
  • the software implanted in the microcontroller works in the way illustrated in Figures 8, 9 and 10.
  • Figure 10 illustrates the Analyze-Command flowchart (module 54).
  • the action considered corresponds to a letter R, M, A, F, U whereas AT each letter (tests 60 to 65) corresponds to an associated treatment (modules 66 to 71).
  • Figure 11 shows an example of using adapters in the field of maintenance.
  • a microcomputer 75 adapters 76, 77, 78 respectively connected to sensors 79, 80 and 81.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Control By Computers (AREA)

Description

Domaine technique
La présente invention conceme un dispositif d'adaptation de capteurs ou d'actionneurs de type "HART" (marque déposée) avec un réseau local industriel, par exemple du type "FIP" ou du type "PROFIBUS", et un procédé de mise en oeuvre de ce dispositif.
Etat de la technique antérieure
Depuis de nombreuses années les capteurs utilisés en automatisme utilisent une sortie 4-20 mA pour transmettre leur mesure. Le courant de 4 mA correspond à la valeur mesurée minimale et 20 mA à la valeur maximale.
Les capteurs et actionneurs sont aujourd'hui "intelligents". Il est possible de dialoguer avec eux pour mettre en oeuvre des fonctions évoluées telles que le changement de gamme, d'unité, les possibilités de test, d'étalonnage, etc. Les informations de sortie sont numérisées, ce qui implique une notion de codage. Il existe malheureusement de nombreux codages différents, ce qui crée une incompatibilité entre eux.
Pour relier entre eux les dispositifs d'automatisme (capteurs, actionneurs, automates programmables, ordinateurs, etc..) on utilise aujourd'hui de préférence un réseau de terrain par exemple "HART" de Rosemount, ou "FIP".
Le réseau "HART" est décrit dans un article intitulé "Le protocole de Communication "HART®" (paru dans le bulletin F 2695, Rev O-11/91, "La Famille intelligente", Rosemount). Ce protocole est également décrit dans l'article intitulé "HART PROTOCOL" par Romilly Bowden (Juin 1991, disponible chez Rosemount).
Un modem "HART" est décrit dans un article intitulé "HART' MODEM, ultra low power modem chip" (NCR 20C12, NCR "handbook").
"HART" (Highway Addressable Remote Transducer) est le nom donné par Rosemount à son protocole de communication pour transmetteurs "intelligents".
"HART" utilise la norme de communication BELL 202 qui repose sur une transmission de signal par modulation de fréquence avec 2 fréquences spécifiques. La vitesse de communication est de 1 200 bauds.
Les principales caractéristiques du "HART" sont les suivantes :
  • Il permet à la fois une communication analogique et numérique. L'accès aux données numériques peut se faire tout en utilisant le signal analogique pour la régulation ou la mesure.
  • Le même jeu de cartes électroniques permet d'établir une liaison numérique avec des transmetteurs "2 fils" ou une communication numérique totale. Les instrumentistes peuvent commencer d'utiliser les transmetteurs "intelligents" avec les systèmes analogiques actuels, puis passer progressivement à des systèmes intégralement numériques sans avoir besoin de remplacer ou modifier les appareils de site.
  • Plusieurs dispositifs de communication (par exemple RS3 ou l'interface de communication portative 268) peuvent communiquer simultanément.
  • La possibilité d'adressage des transmetteurs permet de connecter jusqu'à 15 appareils sur la même paire de fils torsadés.
  • Tous les transmetteurs de la "Famille Intelligente" utilisent une structure de message commune.
Ceci permet aux dispositifs d'interfaçage de communiquer de la même manière avec les produits futurs ou actuels.
Le réseau "FIP" est normalisé en France par l'Union Technique de l'électricité ou U.T.E. et les documents relatifs à cette norme portent les références C46-601, PrC46-602, PrC46-603, PrC46-604, C46-605, PrC46-606, C46-607, C46-637, et C46-645.
Le réseau local industriel normalisé "FIP" est beaucoup plus rapide et complet que le réseau "HART" et surtout il est normalisé. Cependant les capteurs intelligents Rosemount sont très performants et le parc installé considérable.
Par contre les capteurs compatibles avec le réseau "FIP" sont encore trop peu nombreux. Le problème à résoudre consiste donc à réaliser un adaptateur qui permette d'utiliser les capteurs "HART" sur le réseau "FIP".
Il n'existe actuellement aucun adaptateur de ce type. La solution la plus répandue consiste à utiliser la sortie standard 4-20 mA des capteurs "HART" en la reliant à l'entrée d'un convertisseur analogique-numérique lui-même relié au réseau. La mise en oeuvre des fonctions "intelligentes" est impossible à distance. L'utilisateur doit se déplacer avec un outil de configuration (l'interface de communication portative 268) pour agir sur ces fonctions : étalonnage, changement de gamme, etc. ..
Le réseau local peut également être un réseau de type « PROFIBUS » tel que décrit dans l'article intitulé « Kommunikation auf der Instrumentierungsebene » de Walter Borst (Elektronik, vol. 40, numéro 20, 1er octobre 1991, pages 82-86, XP 000265899).
La solution envisagée par les créateurs du protocole "HART" est évidemment différente. Il existe un réseau local industriel "HART" susceptible de mettre en oeuvre toutes les fonctionnalités des capteurs et actionneurs compatibles.
Ce réseau "HART" est peu utilisé car il présente les inconvénients suivants :
  • il est lent (1200 bits) par rapport au réseau "FIP" (1Mbit/s) ;
  • c'est un réseau "propriétaire" donc non normalisé avec les inconvénients bien connus de ce genre de réseaux : concurrence limitée donc prix élevés, catalogues également limités, pas de garantie de pérennité, etc.
Un aide intitulé « The digitisation of field instruments » de Wilhem Van der Bijl (Journal A, volume 32, numéro 3, 1er octobre 1991, Anvers) décrit un émetteur dit « SMART ». Celui-ci est séparé en deux parties : la première étant un module capteur, et la seconde un module électronique. Le premier module comprend un capteur, un convertisseur numérique-analogique correspondant, et un moyen de traitement du signal. Le second module comprend un moyen de traitement de données et une partie communication qui produit une sortie appropriée analogique, numérique ou une combinaison des deux. Cet article fait alors référence au protocole « HART » qui est un protocole de communication numérique spécialement adapté pour permettre des capacités de communications numérique et analogique 4-20 mA simultanées. Cet article déclare alors que l'avantage d'une configuration utilisant des modules séparés est qu'en cas de défaut, le module capteur peut être remplacé sans recalibration ou reprogrammation. De plus, cet article envisage la possibilité d'échanger la partie communication, lorsque l'on veut utiliser un autre protocole de communication, par exemple « Fieldbus ».
L'objet de l'invention est d'établir la communication entre le réseau "FIP" et les capteurs et actionneurs "FIP" aussi bien qu'avec les capteurs et actionneurs "HART".
Exposé de l'invention
La présente invention conceme un dispositif d'adaptation de capteurs ou actionneurs du type "HART' avec un réseau local industriel, caractérisé en ce qu'il comprend un premier étage d'isolation galvanique, un amplificateur filtre, un discriminateur de mise en forme, un modem restituant les informations numériques codées, un microcontrôleur programmé pour traduire les messages en langage du réseau local, un circuit interface et un second étage d'isolation galvanique, reliés en série, le premier étage d'isolation galvanique étant relié au capteur et le second étage d'isolation galvanique étant relié au réseau local.
Avantageusement le réseau local peut être un réseau "FIP" ou un réseau "PROFIBUS".
La présente invention conceme également un procédé de mise en oeuvre de ce dispositif, comportant les étapes suivantes :
  • initialisation de la liaison série à 1200 Bauds ;
  • chargement du programme du circuit interface ;
  • lecture des informations fixes du capteur ;
  • lecture des commandes arrivant par le réseau local ;
  • décodage des commandes arrivées par le réseau local, traduction et émission d'une trame "HART" ;
  • lecture des variables du capteur.
Avantageusement, les étapes de lecture de données capteur comprennent les sous-étapes suivantes :
  • émission d'une trame après calculs de parité et compactage ;
  • réception d'une trame ;
  • lecture et analyse de la trame reçue après décompactage.
Grâce à la présence des dispositifs adaptateurs de l'invention qui servent d'interprètes, les capteurs et actionneurs sont "vus" de la même manière par l'utilisateur du réseau. La mise en oeuvre de tous les capteurs et actionneurs compatibles avec le protocole "HART" devient possible. Toutes les informations numériques élaborées par un capteur transitent par le réseau local. L'exploitation de toutes les fonctions intelligentes peut se faire à partir de n'importe quel point du réseau.
Brève description des dessins
  • La figure 1 illustre l'objet de l'invention ;
  • les figures 2A et 2B illustrent le fonctionnement du réseau "FIP";
  • la figure 3 illustre le fonctionnement d'un capteur "HART";
  • les figures 4 et 5 illustrent le principe du codage des informations "HART";
  • les figures 6 et 7 illustrent le dispositif d'adaptation de l'invention ;
  • les figures 8 à 10 représentent des organigrammes de fonctionnement du dispositif illustré à la figure 6 ;
  • la figure 11 illustre un exemple d'application du dispositif de l'invention.
Exposé détaillé de modes de réalisation
Dans la suite de la description on considérera à titre d'exemple un réseau local de type "FIP".
Comme représenté sur la figure 1, le dispositif de l'invention doit permettre d'établir la communication entre un réseau local industriel "FIP" 10 et des capteur "FIP" 11 et actionneur "FIP" 12, aussi bien qu'avec des capteurs "HART" 13 et actionneur "HART' 14.
Grâce à la présence de dispositifs adaptateurs 15 et 16 selon l'invention, qui servent d'interprètes, ces capteurs et actionneurs sont "vus" de la même manière par l'utilisateur du réseau. La mise en oeuvre de tous les capteurs et actionneurs compatibles avec protocole "HART" devient possible. Toutes les informations numériques élaborées par un capteur transitent par le réseau "FIP". L'exploitation de toutes les fonctions intelligentes peut se faire à partir de n'importe quel point du réseau.
Le réseau local industriel "FIP" permet de relier entre eux les composants d'automatisme par un câble unique qui adopte une structure de bus. Le premier but étant de réaliser des économies sur le câblage par rapport aux liaisons fil à fil vers un système d'acquisition à entrées multiples. Les médias utilisés sont la paire bifilaire blindée ou la fibre optique.
Le codage numérique des informations permet d'améliorer la précision des mesures. D'autre part, ce codage est nécessaire pour établir le dialogue dans les deux sens avec les capteurs et actionneurs "intelligents".
Le mode d'accès au réseau est géré de la façon illustrée sur les figures 2A et 2B, sur lesquelles sont représentés un arbitre de bus AB et des stations ST1 .... STn.
L'arbitre de bus gère la communication. Il connaít les stations émettrices de données et la périodicité de chaque donnée. Il peut par exemple, comme représenté sur la figure 2A, donner le droit de parler à la station ST2. Toutes les stations écoutent. Les stations ST1 et ST3 sont ici intéressées par le message émis par la station ST2, pas les autres.
Comme représenté sur la figure 2B, la station ST2 émet son message, les stations ST1 et ST3 le reçoivent simultanément. L'arbitre de bus passe à la communication suivante en temps voulu.
Les fonctionnalités du réseau "FIP" sont très nombreuses et il n'est pas possible de les décrire ici. Comme décrit plus haut, ce réseau est normalisé en France par l'Union Technique de l'Electricité.
La figure 3 illustre un capteur "HART".
Sur cette figure sont représentés les éléments suivants :
  • un capteur de température 20 ;
  • un convertisseur du signal analogique en signal numérique 21;
  • une mémoire du module détecteur 22 avec ses coefficients et ses caractéristiques ;
  • un microprocesseur 23 permettant
    • linéarisation du capteur,
    • réétalonnage de l'échelle,
    • amortissement,
    • diagnostic,
    • utilisation d'unités physiques,
    • communication ;
  • une mémoire 24 du module électronique avec ses points d'échelle réglés et la configuration du transmetteur ;
  • un module 25 de réglages locaux du zéro et de l'échelle ;
  • un convertisseur du signal numérique en signal analogique 26 ;
  • un module de communication numérique 27, par exemple de type Bell 202 ;
l'entrée 28 étant une entrée de pression différentielle.
Le microprocesseur 23, incorporé au capteur, constitue "l'intelligence" qui apporte de nouvelles fonctions : linéarisation de la courbe, changement d'échelle, etc.
Les mémoires 22, 24 non volatiles conservent les réglages, les coefficients et les caractéristiques du module.
La sortie 29 de l'information de pression se présente sous forme analogique grâce au convertisseur numérique-analogique 26 qui délivre un courant variant de 4 à 20 mA. La totalité des informations numériques reste accessible sous forme numérique et dans les deux sens par l'intermédiaire du module de communication numérique 27 qui superpose des "1" et des "0" sur le courant de sortie.
Les figures 4 et 5 illustrent le principe de codage des informations "HART", avec l'adaptateur 32 au réseau "FIP" 33.
Le capteur ou actionneur 30 est alimenté par une alimentation continue 31 (habituellement 24 Volts). En fonction de la valeur de la grandeur physique mesurée par le capteur, un courant ayant une valeur de 4 à 20 mA circule dans les résistances R1 et R2. Un faible signal sinusoïdal I est superposé à ce courant. Comme représenté sur la figure 5, un "1" logique est constitué d'une période de sinusoïde à 1200 Hz, un "0" logique est constitué d'une sinusoïde à 2200 Hz de durée identique. La référence 34 correspond aux accès vers les autres usagers.
La sortie en courant n'est pas perturbée par ces sinusoïdes car leur valeur moyenne est nulle. Ces fréquences correspondants à la norme Bell 202 utilisée aux Etats-Unis pour émettre des signaux logiques sur le réseau téléphonique. Des circuits modem Bell 202 existent et permettent de transformer ces fréquences en signaux logiques "0" ou "1".
La suite des bits forme des octets qui sont codés en ASCII. Une suite de caractères forme un message. Le protocole "HART" prévoit un certain nombre de messages normalisés qui constituent les questions-réponses nécessaires au dialogue avec toute la gamme des capteurs-actionneurs.
Le dispositif adaptateur de l'invention est illustré à la figure 6, les références considérées à la figure 4 étant conservées. Ce dispositif comporte un premier étage d'isolation galvanique 35, un amplificateur filtre 36, un discriminateur de mise en forme 37, un modem 38 restituant les informations numériques codées, un microcontrôleur 39 programmé pour traduire les messages en langage "FIP", un "circuit FIP" connu 40 servant d'interface avec le réseau "FIP", et un second étage d'isolation galvanique 41.
Ce dispositif adaptateur recueille aux bornes de R1 une tension proportionnelle au courant 4-20 mA, ainsi que la tension sinusoïdale précédemment décrite. Le premier étage d'isolation galvanique 35 permet de transmettre le courant alternatif sans laisser passer le continu. Ces signaux sont très faibles car la valeur de la résistance R1 doit être choisie la plus faible possible. Il est donc nécessaire de les amplifier. L'amplificateur 36 forme un filtre passe-bande afin d'améliorer le rapport signal sur bruit.
Les sinusoïdes V1 représentées en figure 7A, sont transformées en créneaux V2, représentés en figure 7B, par le discriminateur 37 puis présentées à l'entrée du modem 38. Celui-ci reconstitue les "1" et les "0" logiques et les dirige vers l'entrée série du microcontrôleur 39.
Ce microcontrôleur peut reconstituer les messages "HART", en déchiffrer le contenu et le traduire pour le mettre à la disposition du réseau "FIP" 33.
Le dialogue fonctionne également dans l'autre sens. C'est-à-dire du microcontrôleur 39 vers le modem 38, puis du modem 38 vers l'isolation galvanique 35. Le message est ensuite injecté sur la boucle de courant et reçu par le capteur ou l'actionneur 30.
Le microcontrôleur 39 peut échanger des données avec le réseau "FIP" 33 grâce à l'un des circuits intégrés spécialement conçus pour ce réseau (par exemple les circuits Fullfip conçus par Cegelec, Fipiu par Télémécanique). L'isolation galvanique 41, du côté "FIP", est habituellement réalisée avec un transformateur ou une fibre optique.
Le logiciel implanté dans le microcontrôleur travaille de la façon illustrée sur les figures 8, 9 et 10.
La figure 8 illustre l'organigramme de fonctionnement du programme du microcontrôleur, qui comporte les étapes suivantes :
  • initialisation de la liaison série à 1200 Bauds (module 50) ;
  • chargement du programme du circuit "FIP" (module 51) ;
  • lecture des informations fixes du capteur (module 52) ;
  • lecture des commandes arrivant par le réseau "FIP" (module 53) ;
  • décodage des commandes arrivées par le réseau "FIP", traduction et émission d'une trame "HART" (module 54) ;
  • lecture des variables du capteur (module 55).
La figure 9 illustre l'organigramme de fonctionnement d'un sous-programme de lecture des données capteur utilisé pour les modules 52 et 55. Il comprend les étapes suivantes :
  • émission d'une trame après calculs de parité et compactage (module 56) ;
  • réception d'une trame (module 57) ;
  • lecture et analyse de la trame reçue après décompactage (module 58) ;
le compactage correspondant au passage du code ASCII 8 bits à un code compacté 6 bits, le décompactage correspondant au passage du code compacté 6 bits au code ASCII 8 bits.
La figure 10 illustre l'organigramme analyser-commande (module 54). L'action considérée correspond à une lettre R, M, A, F, U..... . A chaque lettre (tests 60 à 65) correspond un traitement associé (modules 66 à 71).
Ce logiciel permet donc :
  • la lecture de la demande transmise par le réseau "FIP" ;
  • l'envoi de la commande correspondante vers le capteur ou l'actionneur en langage "HART";
  • la lecture de la réponse ;
  • la traduction de la réponse et mise à disposition de la donnée vers le réseau "FIP" qui se charge de la transmettre automatiquement.
Exemple d'application
Toutes les applications courantes en automatisme peuvent être envisagées (acquisition de mesures, régulation, supervision, maintenance des capteurs, etc..).
La figure 11 illustre un exemple d'utilisation des adaptateurs dans le domaine de la maintenance. Sur cette figure sont représentés un micro-ordinateur 75, des adaptateurs 76, 77, 78 connectés respectivement à des capteurs 79, 80 et 81.
A partir du micro-ordinateur, il est possible de réaliser :
  • les mesures et l'enregistrement des grandeurs mesurées par les capteurs avec l'unité physique, la constante de temps, le pourcentage de la gamme, choisis à distance par l'utilisateur ;
  • les opérations de maintenance par lecture des indications mémorisées à cet effet dans le capteur ;
  • les opérations de test des capteurs (périodiques ou déclenchées par l'opérateur) ;
  • l'édition d'un journal avec l'heure des incidents, leur nature, la cause, le remède apporté ;
  • les opérations de réglage et d'étalonnage à distance deviennent possibles en utilisant des "manifolds" (ce sont des vannes télécommandables). Le réseau se charge de transmettre les ordres de commande. Il renseigne également les autres utilisateurs de l'indisponibilité de ce capteur durant toute l'opération.

Claims (3)

  1. Dispositif d'adaptation de capteurs ou actionneurs de type "HART" avec un réseau-local industriel de type "FIP" ou Profibus, caractérisé en ce qu'il comprend un premier étage d'isolation galvanique (35), un amplificateur filtre (36), un discriminateur de mise en forme (37), un modem (38) restituant les informations numériques codées, un microcontrôleur (39) programmé pour traduire les messages en langage du réseau local, un circuit interface (40), et un second étage d'isolation galvanique (41) reliés en série, le premier étage d'isolation galvanique (35) étant relié au capteur (30) et le second étage d'isolation galvanique (41) étant relié au réseau local (33).
  2. Procédé d'utilisation du dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le microcontrôleur (39) de ce dispositif dialogue avec le réseau local (33), et avec le capteur (30) selon les étapes suivantes :
    initialisation de la liaison série à 1200 Bauds (module 50) ;
    chargement du programme du circuit interface (module 51) ;
    lecture des données fixes du capteur (module 52) ;
    lecture de commandes arrivant par le réseau local (module 53) ;
    décodage de ces commandes arrivées par le réseau "FIP" ou Profibus, traduction et émission d'une trame "HART" (module 54) ;
    lecture de données variables du capteur (module 55).
  3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les étapes de lecture de données capteur (modules 52 et 55) comprennent les sous-étapes suivantes :
    émission d'une trame après calculs de parité et compactage (module 56) ;
    réception d'une trame (module 57) ;
    lecture et analyse de la trame reçue après décompactage (module 58).
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