Sensitron HART User manual

Interfaccia HART/

HART interface

Interfaccia di comunicazione HART per rilevatori SMART S /

HART communication interface for SMART S gas detectors

Manuale / Manual

SENSITRON

A Halma Company

Interfaccia HART

Manuale/Manual

MT4583

MT4583 rev.1 24/03/2023©

Sensitron S.r.l., Viale della Repubblica 48, Cornaredo (MI)

[email protected]

TEL. +390293548155 FAX. +390293548089

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Manuale/Manual

P. 2/22

P. 3 1. Introduzione

P. 3 1.1 Schema topograﬁco della scheda di interfaccia

P. 4 2. Collegamento

e uso della scheda interfaccia HART

P. 5 2.1 Cablaggio e installazione

P. 5 2.2 Lunghezza del cavo

P. 6 3. Dettagli tecnici sul

Modulo Ricetrasmetti-tore Hart

P. 7 1. Introduction

P. 7 1.1 Layout Hart Interface Board

P. 8 2. Hart Interface Connection and Use

P. 9 2.1 Wiring and installation

P. 9 2.2 Cable length

P. 10 3. Technical details about

the Hart Module Transceiver

Questo manuale deve essere letto attentamente da tutti coloro che hanno o avranno la responsabilità di installare, utilizzare o di prestare un servizio di

assistenza su questo prodotto. Come ogni componente di un sistema, questo prodotto funzionerà correttamente solo se installato, utilizzato e controllato

come prescritto dal fabbricante. In caso contrario, potrebbe non funzionare correttamente e le persone che adano la loro sicurezza a questo prodotto

potrebbero subire danni personali o letali. La garanzia riconosciuta da Sensitron s.r.l. su questo prodotto potrebbe essere nulla se il prodotto non

venisse installato, utilizzato e controllato secondo le istruzioni fornite con il presente manuale. Per favore, proteggetevi seguendole attentamente.

Invitiamo i nostri clienti a scriverci o a chiamarci per ogni informazione riguardo questo strumento, il suo uso o una sua eventuale riparazione.

This manual must be carefully read by all persons who have or will have the responsibility for installing, using or servicing this product. Like any

equipment, this product will perform as designed only if installed, used and serviced in accordance with the manufacturer’s instructions. Otherwise, it

could fail to perform as designed and persons who rely on this product for their safety could suer severe personal injury or death.the warranties made

by sensitron s.r.l. with respect to this product are voided if the product is not installed, used and serviced in accordance with the instructions in

this user guide. please protect yourself and others by following them. We recommend our customers to write or call us regarding this equipment prior to

use or for any additional information relative to use or repair.

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Manuale (IT)

P. 3/22

1. Introduzione L’interfaccia opzionale “trasmettitore Hart”, installata nello SMART S, consente

l’invio e la ricezione di dati sulla linea analogica 4-20mA.

Il protocollo di comunicazione HART si basa su due onde sinusoidali (di due

frequenze diverse) che sono sovrapposte sul segnale analogico da 4-20 mA per

fornire una comunicazione analogica e digitale simultaneamente.

La scheda elettronica con il modulo Hart è già installata nel rilevatore sul fondo

della custodia.

. SCHEMA TOPOGRAFICO DELLA SCHEDA DI INTERFACCIA

Fig.1

Schema topograﬁco della scheda interfaccia

JP1

JP4

JP6

JP5

JPS2 JPS3

JPC3 JPC2 JPC1

JPP1

JPS2 : Selezione per l’attivazione del relè K2:

Pin 1-2 chiusi: selezionato su ALLARME 1

Pin 2-3 chiusi: selezionato su ALLARME 2 (Default)

JPS3 : Selezione per l’attivazione del relè K3:

Pin 1-2 chiusi: selezionato su ALLARME 2

Pin 2-3 chiusi: selezionato su ALLARME 3 (Default)

JPC1 : selezionare il contatto NO/NC sul relè K1

Pin1-2 chiusi: Contatto normalmente chiuso (default)

Pin 2-3 chiusi: Contatto normalmente aperto

1-2 : Relè K1.

3-4 : Relè K2.

5-5 : Relè K3.

DLB1, DLB2, DLB3 :stato relè

LED On Relè energizzati

LED Off Relè non energizzati

JPP1 :Modalità di settaggio per i 3 relè:

Aperto : Normalmente energizzati (default)

Chiuso: Normalmente non energizzati

RELAY K2: Programmabile

Default : ALLARME 2.

RELAY K3: Programmabile

Default : ALLARME 3.

RELAY K1: FAULT

e stato del watch dog esterno

(Non programmabile dall’utente)

JP5 : Connettore per tastierino di calibrazione

S1 : Spostare S1 verso il lato H per il normale

funzionamento con il modulo HART

S1 : Spostare S1 verso il lato K per abilitare l’uso

del tastierino di calibrazione

1 2 3 1 2 3

JPC2 : selezionare il contatto NO/NC sul relè K2

JPC3 : selezionare il contatto NO/NC sul relè K3

JP6 : connector for ﬂat cable

from AHRT module board

DLB3 DLB2 DLB1

K3 K2 K1

1 1

2345

JP4: contatti relè

Pin1-2 chiusi: Contatto normalmente chiuso (default)

Pin 2-3 chiusi: Contatto normalmente aperto

Pin1-2 chiusi: Contatto normalmente chiuso (default)

Pin 2-3 chiusi: Contatto normalmente aperto

RS485

Segnale 4-20mA

di comunicazione HART

Alimentazione

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Manuale (IT)

P. 4/22

2. Collegamento

e uso della scheda

interfaccia HART

I dispositivi HART sono utilizzabili nelle conﬁgurazioni di rete punto a punto,

multi-punto o multi-drop.

Nella conﬁgurazione punto a punto e multi-punto si trasmettono sia il segnale

4-20mA che le variabili di processo. Nella conﬁgurazione multi-punto il

dispositivo (I/O System) si occupa di trasmettere i dati dei singoli dispositivi al

management system.

Nella conﬁgurazione multi-drop si perde la lettura del segnale 4-20mA

(ﬁssato ad un valore di 4mA) ma rimangono disponibili le variabili di processo.

È possibile collegare in parallelo, sulla stessa linea, ﬁno a 15 dispositivi

opportunamente indirizzati.

Interfaccia HARTSistema HART I/O

Connessione multi - punto Connessione punto a punto

Sistema di gestione

con protocollo HART

Sistema di gestione

con protocollo HART

Sistema Ingresso / Uscita

Tastierino

di calibrazione

Conﬁgurazione multidrop

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Manuale (IT)

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N° dispositivi di rete 20 pf/ft

(65 pf/m)

30 pf/ft

(95 pf/m)

50 pf/ft

(160 pf/m)

70 pf/ft

(225 pf/m)

19,000 ft

(2,769 m)

6,500 ft

(2,000 m)

4,200 ft

(1,292 m)

3,200 ft

(985 m)

58,000 ft

(2,462 m)

5,900 ft

(1,815 m)

3,700 ft

1,138 m)

2,900 ft

(892 m)

10 7,000 ft

(2,154 m)

5,200 ft

(1,600 m)

3,300 ft

(1,015 m)

2,500 ft

(769 m)

15 6,000 ft

(1,846 m)

4,600 ft

(1,415 m)

2,900 ft

(892 m)

2,300 ft

(708 m)

Tabella 1

Lunghezze dei cavi ammissibili per doppini schermati da 1,02 mm (18 AWG)

. CABLAGGIO E INSTALLAZIONE

In generale, la procedura di installazione dei dispositivi di comunicazione HART

è uguale a quella degli strumenti convenzionali 4-20mA. Si raccomanda l’uso

di un cavo schermato. Il diametro minimo del conduttore deve essere 0,51 mm

(24 AWG) per lunghezze inferiori a 1,524 km (5.000 piedi), 0,81 mm (20 AWG) per

distanze superiori.

. LUNGHEZZA DEL CAVO

La maggior parte delle installazioni sono entro il limite teorico di 3.000 m (10.000

piedi) per la comunicazione HART. Tuttavia, le caratteristiche elettriche del cavo

(per lo più, la capacitanza) e la combinazione di dispositivi collegati possono

inﬂuenzare la lunghezza del cavo massima ammissibile per una rete HART. La

Tabella 1 mostra l’inﬂuenza della capacitanza del cavo e il numero di dispositivi

di rete sulla lunghezza del cavo. La tabella si basa sulle installazioni tipiche dei

dispositivi HART in ambienti, senza impedenze in serie di vario tipo.

Capienza del cavo – pf/ft (pf/m) / Lunghezza del cavo - piedi (metri)

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P. 6/22

Il modulo ricetrasmettitore Hart installato nel rivelatore SMART S è il modello

M0310 costruito dalla Mi-crocyber Corporation.

L’uscita 4-20 mA è separata galvanicamente dal resto del circuito del rilevatore e

quindi può essere collegata a una resistenza di carico verso massa (in source) o

verso l’alimentazione positiva (in sink).

Le variabili trasmesse sono:

ILa concentrazione presente del gas misurata dal rivelatore

(variabile primaria).

II La temperatura interna dello SMART-S (variabile secondaria)

3. Dettagli tecnici

sul Modulo

Ricetrasmettitore

Hart

Tabella 2

Dati tecnici del ricetrasmettitore Hart M0310

Temperatura di esercizio -40 °C / 85 °C.

Tensione di esercizio 10 V / 30 V.

Tensione di isolamento 500 Vca.

Durata del riscaldamento 5 s

Interfaccia di comunicazione Hart Field Communicator 475 o altre marche

Corrente di esercizio minima 3,5 mA

Corrente di uscita:

Intervallo del segnale

Intervallo minimo del segnale

Livello di uscita dal collegamento multi-punto

4 mA / 20 mA.

16 mA

2 mA / 20 mA.

Resistenza di carico (Ω) ≤ (Valim. – 8)/0,023

Livelli di errore:

Programmabili

Guasto livello basso

Guasto livello alto

guasto 3,5 mA, over-range 23 mA

(scala di riduzione NAMUR NE43 da 3,5 mA)

(scala di riduzione NAMUR NE43 da 23 mA)

Variabili rilevabili sul ricetrasmettitore Hart:

Variabile primaria

Seconda variabile

Terza variabile

Quarta variabile

Contrazione del Gas

Temperatura Interna del rivelatore in Kelvin

Nessuna

Valore della corrente generata da 3,5 mA a 23mA.

Dati preimpostati:

Campo di descrizione

Messaggio Utente

Data

(*) Costruttore

(*) Tipo di dispositivo

Numero di serie

(*) Numero del sensore

(*) Numero del dispositivo

(*) Versione software (trasmettitore Hart)

(*) Versione hardware (trasmettitore Hart)

(*) Versione del Protocollo Hart

SMART S

Manufactured by Sensitron s.r.l.

09/11/2007

Microcyber Corporation inc.

RH105/G0310/M0310

xxxxxxxx

1.4

(*) I campi non possono essere modiﬁcati

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Manual (EN)

P. 7/22

1. Introduction The optional Transmitter Hart interface, if installed in the SMART S, allow to send

and receive data on the 4-20mA analog line.

The HART Communication Protocol is based on two sine waves (of two dierent

frequencies). That are superimposed on 4-20 mA analog signal to provide

simultaneous analog and digital communica-tions.

The Hart electronic board, is provided and installed inside the gas detector.

. LAYOUT HART INTERFACE BOARD

Fig.1

Layout HART interface board

JP1

4-20mA Signal with

HART Communication

JP4

JP6

JP5

JPS2 JPS3

JPC3 JPC2 JPC1

JPP1

JPS2 : Selection of activation event for Relay K2:

Closed on Pin 1-2 : ALARM 1 Selected

Closed on Pin 2-3 : ALARM 2 Selected (Default)

JPS3 : Selection of activation event for Relay K3:

Closed on Pin 1-2 : ALARM 2 Selected

Closed on Pin 2-3 : ALARM 3 Selected (Default)

JPC1 : Select the contact NO/NC of the K1 relay

Closed 1-2: Normally closed contact (Default)

Closed 2-3: Normally open contact

Relays contacts on

1-2 : Relay K1

3-4 : Relay K2

5-5 : Relay K3

DLB1, DLB2, DLB3 :relays status

LED On Relay energized

LED Off Relay de-energized

JPP1 : Global Operation Mode Setting of 3 Relays:

Open : Normally Energized Mode (Default)

Closed : Normally De-Energized Mode

RELAY K2: User programmable

Default : ALARM 2.

RELAY K3: User programmable

Default : ALARM 3.

RELAY K1: FAULT

and external watch dog status

(Not programmable by the user)

JP5 : Connector for calibration keypad

S1 : SET S1 TOWARD H SIDE FOR NORMAL WORKING

WITH HART CONNECTION.

S1 : SET S1 TOWARD K SIDE FOR CALIBRATION WITH

KEYPAD.

POWER SUPPLY

RS485

1 2 3 1 2 3

JPC2 : Select the contact NO/NC of the K2 relay

Closed 1-2: Normally closed contact (Default)

Closed 2-3: Normally open contact

JPC3 : Select the contact NO/NC of the K3 relay

Closed 1-2: Normally closed contact (Default)

Closed 2-3: Normally open contact

JP6 : connector for ﬂat cable

from HART module board

DLB3 DLB2 DLB1

K3 K2 K1

1 1

2345

JP4 terminal block

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Manual (EN)

P. 8/22

2. Hart Interface

Connection

and Use

HART devices can operate in three dierent network conﬁgurations: single-

point, multi-point or multi-drop.

In point to point and multi-point conﬁguration is broadcast both 4-20mA

signal and process variables. In multi-drop conﬁguration the device (I / O

System) is responsible for transmitting the data of the individual devices to the

management system.

In multi-drop conﬁguration the 4-20mA signal is set at a ﬁxed value of 4 mA but

the process variables remain available.

Devices can be parallel connected, on the same line. These devices have to be

appropriately addressed and not more than 15.

HART interfaceHART I/O system

Multi-point connection Single-point connection

Management system

with HART protocol

Management system

with HART protocol

Input / Output system

Calibration

keypad

Multidrop conﬁguration

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HART interface

Manual (EN)

P. 9/22

N° Network devices 20 pf/ft

(65 pf/m)

30 pf/ft

(95 pf/m)

50 pf/ft

(160 pf/m)

70 pf/ft

(225 pf/m)

19,000 ft

(2,769 m)

6,500 ft

(2,000 m)

4,200 ft

(1,292 m)

3,200 ft

(985 m)

58,000 ft

(2,462 m)

5,900 ft

(1,815 m)

3,700 ft

(1,138 m)

2,900 ft

(892 m)

10 7,000 ft

(2,154 m)

5,200 ft

(1,600 m)

3,300 ft

(1,015 m)

2,500 ft

(769 m)

15 6,000 ft

(1,846 m)

4,600 ft

(1,415 m)

2,900 ft

(892 m)

2,300 ft

(708 m)

Tabella 1

Allowable cable lengths for 1.02 mm (#18 AWG) shield twisted pair

. WIRING AND INSTALLATION

In general, the installation practice for HART communicating devices is the same

as conventional 4-20mA instrumentation. Individually shielded twisted pair cable,

either in single-pair or multi-pair varieties, is the recommended wiring practice.

The minimum conductor size is 0.51 mm diameter (#24 AWG) for cable runs less

than 1,524 m (5,000 ft) and 0.81 mm diameter (#20 AWG) for longer distances.

. CABLE LENGTH

Most installations are well within the 3,000 meter (10,000 ft) theoretical limit

for HART communication. However, the electrical characteristics of the cable

(mostly capacitance) and the combination of connected devices can aect the

maximum allowable cable length of a HART network. Table 1 shows the aect

of cable capacitance and the number of network devices on cable length. The

table is based on typical installations of HART devices in non-IS environments,

i.e. no miscellaneous series impedance.

Cable Capacitance – pf/ft (pf/m) / Cable Length – feet (meters)

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P. 10/22

The HART module transceiver model, installed inside the SMART S detector, is

M0310 manufactured by Microcyber Coporation.

The 4-20mA output has a galvanic separation from the rest of the detector

circuit and can be connected with load resistance toward ground (source mode)

or toward positive of power supply (sink mode).

The transmitted variables are:

IGas concentration (primary variable).

II The internal temperature of the SMART S detetctor

(secondary variable)

3. Technical details

about the Hart

Module Transceiver

Tabella 2

Dati tecnici del ricetrasmettitore Hart M0310

(*) ﬁelds can’t be modiﬁed.

Operating Temperature -40 °C / 85 °C.

Operating voltage 10 V / 30 V.

Isolation voltage 500 Vca.

Warm up time 5 s

Communication interface Hart Field Communicator 475 or other brands

Minimum operating current 3,5 mA

Output current:

Signal Range

Minimum signal Range

Output level for Multi-drop connection

4 mA / 20 mA.

16 mA

2 mA / 20 mA.

Load resistance (Ω) ≤ (Valim. – 8)/0,023

Errors Levels:

Programmable:

Fault Low

Fault High

fault 3,5mA over-range 23mA

NAMUR NE43 Downscale 3.5mA

NAMUR NE43 Downscale 23mA

Detectable variables on the Hart transceiver:

Primary variable

Second Measured variable

Third Measured variable

Fourth Measured variable

Gas Concentration

Internal Temperature of detector in Kelvin

None.

Non

Generated current value from 3,5 mA to 23mA.

Preset data:

Description ﬁeld

User Message

Date

(*) Manufacturer

(*) Device type

Serial number

(*) Sensor number

(*) Device number

(*) Software version (Transmitter Hart)

(*) Hardware version (Transmitter Hart)

(*) Hart Protocol Version

SMART S

Manufactured by Sensitron s.r.l.

09/11/2007

Microcyber Corporation inc.

RH105/G0310/M0310

xxxxxxxx

1.4

Table of contents

Languages:

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Sensitron

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Sensitron SMART S-IS User manual

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Sensitron SMART3G User manual

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Sensitron SMART3 NC User manual

Sensitron

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Sensitron

Sensitron SMART3H LITE User manual

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