WO1996016384A1 - 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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WO1996016384A1
WO1996016384A1 PCT/FR1995/001508 FR9501508W WO9616384A1 WO 1996016384 A1 WO1996016384 A1 WO 1996016384A1 FR 9501508 W FR9501508 W FR 9501508W WO 9616384 A1 WO9616384 A1 WO 9616384A1
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network
hart
reading
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PCT/FR1995/001508
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Inventor
Guy Benoit
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Commissariat A L'energie Atomique
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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 sensors or actuators of the "HART" type (registered trademark) with an industrial locar network, for example of the "FIP” type or of the “PROFIBUS” type, and a method of setting up work of this device.
  • HART 'from Rosemount or
  • FIP field network
  • HART ' is described in an article entitled “The HART® Communication Protocol” (published in bulletin F 2695, Rev 0-11 / 91, “The Smart Family”, Rosemount). This protocol is also described in the article entitled “HART PROTOCOL” by Romilly Bowden (June 1991, available from Rosemount).
  • a “HART” modem is described in an article entitled “HART 'MODEM, ultra low power modem chip” (NCR 20C12, NCR “handbook”).
  • HART uses the BELL 202 communication standard which is based on frequency modulation signal transmission with 2 specific frequencies.
  • the communication speed is 1200 baud.
  • Instructors can begin using "smart" transmitters with current analog systems, and then gradually transition to fully digital systems without the need to replace or modify site devices.
  • Several communication devices for example RS3 or the portable communication interface 268, can communicate simultaneously.
  • 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 "PROFIBUS" type network as described in the article entitled “Kommunikation auf der Instrumentierungsebene” by Walter Borst (Elektronik, vol. 40, number 20, October 1, 1991, pages 82-86, XP 000265899).
  • the object of the invention is to establish communication between a local network for example "FIP” or “PROFIBUS” and the sensors and actuators for example “FIP” or “PROFIBUS” as well as with the sensors and actuators " HART.
  • the present invention relates to a device for adapting sensors or actuators of the "HART 'type with an industrial local area 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 the messages into the language of the local network, an interface circuit and a second stage of galvanic isolation
  • the local network can be a "FIP” network or a "PROFIBUS" network .
  • the present invention also relates to a method for implementing this device, comprising the following steps:
  • the steps for reading sensor data include the following sub-steps:
  • the sensors and actuators are “seen” in the same way by the network user.
  • the implementation of all sensors and actuators compatible with the "HART" protocol becomes possible. All the digital information produced by a sensor passes through the local network. All intelligent functions can be operated from any point on the network.
  • a local network of the "FIP" type will be considered by way of example.
  • the device of the invention must make it possible to establish communication between an industrial local 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 to each other 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 digital coding of the information makes it possible to improve the accuracy of the measurements. On the other hand, this coding is necessary to establish the two-way dialogue with the "intelligent" sensors and actuators.
  • the mode of access to the network is managed in the manner illustrated in FIGS. 2A and 2B, on which are represented a bus arbiter AB and stations ST1 .... STn.
  • the bus arbiter manages the communication. He knows the data transmitting stations and the frequency of each data. It can for example, as shown in FIG. 2A, give the right to speak to the station ST2. All stations listen. The stations ST1 and ST3 are here interested in the message sent by the station ST2, not the others.
  • the station ST2 transmits its message, the stations ST1 and ST3 receive it simultaneously.
  • the bus arbiter proceeds to the next call in due course.
  • the functionalities of the "FIP" network are very numerous and it is not possible to describe them here. As described above, this network is standardized in France by the Technical Union of Electricity.
  • FIG. 3 illustrates a "HART" sensor.
  • a memory 24 of the electronic module with its set scale points and the configuration of the transmitter
  • a module 25 for local zero and scale adjustments a converter of the digital signal into analog signal 26;
  • a digital communication module 27 for example of the Bell 202 type; the input 28 being a differential pressure input.
  • the microprocessor 23 incorporated into the sensor, constitutes
  • the non-volatile memories 22, 24 store the settings, the coefficients and the characteristics of the module.
  • the output 29 of the pressure information is in analog form thanks to the digital-analog converter 26 which delivers a current varying from 4 to 20 mA. All of the digital information remains accessible in digital form and in both directions via the digital communication module 27 which supe suposes "1" and "0" on the output current.
  • FIGS. 4 and 5 illustrate the principle of coding the "HART" information, with the adapter 32 to the "FIP” network 33.
  • the sensor or actuator 30 is supplied by a continuous supply 31 (usually 24 Volts).
  • a current having a value of 4 to 20 mA flows through the resistors R1 and R2.
  • a weak sinusoidal signal i is supe ⁇ osed to this current.
  • a logic "1” consists of a sinusoid period at 1200 Hz
  • a logical "0" consists of a sinusoid at 2200 Hz of identical duration.
  • Reference 34 corresponds to the accesses to other users.
  • the sequence of bits forms bytes which are coded in ASCII.
  • the adapter device of the invention is illustrated in Figure 6, the references considered in Figure 4 being retained.
  • This device includes a first galvanic isolation stage 35, a filter amplifier 36, a formatting discriminator 37, a modem 38 restoring the coded digital information, 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 galvanic isolation stage 41.
  • This adapter device collects at the terminals of R1 a voltage proportional to the current 4-20 mA, as well as the sinusoidal voltage previously described.
  • the first galvanic isolation stage 35 allows the alternating current to be transmitted without allowing the DC to pass. These signals are very weak because the value of the resistance R1 must be chosen as low as possible. It is therefore necessary to amplify them.
  • the amplifier 36 forms a bandpass filter in order 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 the modem 38.
  • the latter reconstitutes the logical "1" and "0" and directs them to the serial input of the microcontroller 39.
  • This microcontroller can reconstruct the "HART" messages, 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 galvanic isolation 35. The message is then injected into the current loop and received by the sensor or the 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
  • the galvanic isolation 41 on the "FIP" side, is usually carried out with a transformer or an optical fiber.
  • FIG. 8 illustrates the flowchart of operation of the program of the microcontroller, which comprises the following steps:
  • FIG. 9 illustrates the flowchart of operation of a subroutine for reading the sensor data used for the modules 52 and 55. It comprises the following steps: - transmission of a frame after parity calculations and compaction
  • FIG. 10 illustrates the flowchart analyze-command (module 54).
  • the action considered corresponds to a letter R, M, A, F, U
  • Each letter (tests 60 to 65) corresponds to an associated processing (modules 66 to 71).
  • FIG. 11 illustrates an example of use of the adapters in the field of maintenance.
  • a microcomputer 75 adapters 76, 77, 78 connected respectively to sensors 79, 80 and 81. From the microcomputer, it is possible to carry out:

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Control By Computers (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un dispositif d'adaptation de capteurs ou actionneurs de type 'HART' avec un réseau local industriel, comprenant 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). Elle concerne également un procédé de mise en ÷uvre dudit dispositif.

Description

DISPOSITIF D'ADAPTATION DE CAPTEURS OU D'ACTIONNEURS DE TYPE
"HART" AVEC UN RESEAU LOCAL INDUSTRIEL ET PROCEDE DE MISE
EN OEUVRE DE CE DISPOSITIF
DESCRIPTION
Domaine technique
La présente invention concerne un dispositif d'adaptation de capteurs ou d'actionneurs de type "HART" (marque déposée) avec un réseau locar 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 0-11/91, "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 (es 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 bit/s) 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.
L'objet de l'invention est d'établir la communication entre un réseau local par exemple "FIP" ou "PROFIBUS" et les capteurs et actionneurs par exemple "FIP" ou "PROFIBUS" aussi bien qu'avec les capteurs et actionneurs "HART. Exposé de l'invention
La présente invention concerne 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. Avantageusement le réseau local peut être un réseau "FIP" ou un réseau "PROFIBUS".
La présente invention concerne 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'inteφrètes, 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 connaît 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 supeφose 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 supeφosé 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 telecommandables). 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

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'adaptation de capteurs ou actionneurs de type "HART avec un réseau local industriel, 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).
2. Procédé de mise en oeuvre du dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
- initialisation de la liaison série à 1200 Bauds (module 50) ;
- chargement du programme du circuit interface (module 51) ;
- lecture des informations fixes du capteur (module 52) ;
- lecture des commandes arrivant par le réseau local
(module 53)
- décodage des commandes arrivées par le réseau local, traduction et émission d'une trame "HART" (module 54) ;
- lecture des variables du capteur (module 55).
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les étapes de lecture de données capteur 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).
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réseau local est un réseau de type "FIP".
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réseau local est un réseau de type "PROFIBUS".
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