คู่มือการสื่อสารและการเลือกระบบสายสัญญาณสำหรับเครื่องมือในอุตสาหกรรม: HART, Modbus RTU, RS485

คู่มือการเลือกระบบการสื่อสารและการต่อสายสำหรับเครื่องมืออุตสาหกรรม METRAVON: ระบบ HART, Modbus RTU, RS485 และระบบสองสาย

ในระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรม การเชื่อมต่อระหว่างเครื่องมือภาคสนามกับ PLC, DCS, RTU หรือระบบการรวบรวมข้อมูล มีผลโดยตรงต่อการเก็บรวบรวมข้อมูล การตั้งค่าจากระยะไกล การตรวจสอบสถานะของระบบ และการขยายระบบในอนาคต

HART, Modbus RTU, RS485 และระบบสองสาย 4-20mA มักถูกระบุไว้ร่วมกันในเอกสารข้อมูลของเครื่องมือวัด แต่แต่ละระบบเหล่านี้ไม่ได้อยู่ในชั้นทางเทคนิคเดียวกัน:

• HART:โปรโตคอลการสื่อสารดิจิทัลสำหรับเครื่องมือในสนาม ซึ่งโดยทั่วไปถูกใช้ร่วมกับวงจรกระแสไฟฟ้า 4-20mA;

• Modbus RTU:โปรโตคอลการสื่อสารดิจิทัลสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม ซึ่งมักถูกส่งผ่านสายสื่อสาร RS485 ในระบบเครื่องมือวัดในสนาม;

• RS485:มาตรฐานชั้นกายภาพสำหรับการสื่อสารแบบอนุกรมแบบต่าง (differential serial communication) ซึ่งไม่ได้กำหนดความหมายของรีจิสเตอร์หรือข้อมูลที่ใช้ในการประยุกต์ใช้งาน;

• ระบบสองสาย 4-20mA:ระบบที่ใช้พลังงานจากวงจรเดียวกัน ซึ่งแหล่งจ่ายไฟของเครื่องมือและสัญญาณการวัดแบบอนาล็อกใช้สายไฟคู่เดียวกัน;

ดังนั้น ขั้นตอนแรกในการเลือกคือการตรวจสอบว่าโครงการนั้นต้องการระบบดังกล่าวหรือไม่การส่งสัญญาณแบบอนาล็อก, การสื่อสารแบบดิจิทัล, ระบบจ่ายไฟแบบลูป, การเชื่อมต่อเครื่องหลายเครื่องเข้าด้วยกัน หรือการรวมกันของฟังก์ชันเหล่านี้.

1. HART คืออะไร?

HART ย่อมาจากHighway Addressable Remote Transducerนี่คือเทคโนโลยีการสื่อสารที่ได้รับการออกแบบมาสำหรับเครื่องมือภาคสนามอัจฉริยะ ในระบบ HART แบบใช้สายตามแบบดั้งเดิม สัญญาณดิจิทัลจะถูกซ้อนทับเข้ากับวงจรกระแสแอนะล็อก 4-20mA ซึ่งทำให้การวัดกระบวนการแบบแอนะล็อกและข้อมูลจากอุปกรณ์ดิจิทัลสามารถอยู่ร่วมกันบนสายไฟเดียวกันได้ สำหรับระบบการสื่อสาร HART แบบดั้งเดิม

แบบดั้งเดิม HART การสื่อสารใช้เทคนิค Bell 202 frequency-shift keying (FSK) โดยที่ความถี่ 1200 Hz และ 2200 Hz แทนสถานะดิจิทัลที่อัตราการสื่อสาร 1200 bit/s เนื่องจากสัญญาณดิจิทัลมีค่าเฉลี่ยเป็นศูนย์ จึงโดยทั่วไปไม่ส่งผลให้สัญญาณ 4–20 เปลี่ยนแปลงไป mA กระแสไฟฟ้าที่เป็นตัวแปรกระบวนการหลัก

การวัดแบบอนาล็อก

กระแสไฟฟ้า 4-20mA ยังคงเป็นตัวแปรหลักของกระบวนการ เช่น ระดับความดัน หรืออัตราการไหล

ข้อมูลอุปกรณ์แบบดิจิทัล

สามารถเข้าถึงสถานะของอุปกรณ์ การวินิจฉัย หน่วยวิศวกรรม ตัวแปรรอง และพารามิเตอร์การกำหนดค่าได้อีกด้วย สำหรับ

การกำหนดค่าจากระยะไกล และ

พารามิเตอร์ สามารถกำหนดค่าได้โดยใช้เครื่องสื่อสาร HART, โมเด็ม หรือระบบจัดการสินทรัพย์ สำหรับ

ระบบ HART มีประโยชน์อย่างยิ่งในกรณีที่ต้องคงระบบ 4-20mA ที่มีอยู่เดิมไว้ ในขณะที่เพิ่มความสามารถในการกำหนดค่าจากระยะไกลและการวินิจฉัยเข้าไป

2. ทำไมค่าความต้านทานประมาณ 250 Ω จึงมักถูกกล่าวถึงในวงจร HART?

สัญญาณดิจิทัล HART จำเป็นต้องมีค่าอิมพีแดนซ์ของลูปกระแสสลับที่เพียงพอ เพื่อให้สามารถสร้างสัญญาณแรงดันไฟฟ้าที่สามารถตรวจจับได้สำหรับเครื่องโฮสต์ HART หรือโมเด็ม ด้วยเหตุนี้ จึงมักพบค่าความต้านทานประมาณ 250 Ω ในการออกแบบวงจร HART ที่ใช้งานจริง

ข้อสำคัญ:ไม่จำเป็นต้องติดตั้งตัวต้านทาน 250 Ω แยกต่างหากในทุกการติดตั้งระบบ HART เนื่องจาก PLC, DCS, อุปกรณ์แยกสัญญาณ หรือโมดูล I/O แบบ HART บางตัวสามารถให้ค่าอิมพีแดนซ์ที่ต้องการได้แล้ว ดังนั้น ควรตรวจสอบค่าอิมพีแดนซ์ของวงจรทั้งหมด แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้ และภาระของเครื่องส่งสัญญาณ ก่อนการต่อตัวต้านทานจากภายนอก

3. Modbus RTU คืออะไร?

Modbus เป็นโปรโตคอลการสื่อสารในอุตสาหกรรมที่ถูกพัฒนาขึ้นในเบื้องต้นสำหรับการสื่อสารกับ PLC แต่ในปัจจุบันได้รับการประยุกต์ใช้อย่างแพร่หลายกับเซ็นเซอร์ เครื่องมือวัด PLC, RTU, HMI และระบบการรวบรวมข้อมูล

Modbus กำหนดการกำหนดที่อยู่ของอุปกรณ์ รหัสฟังก์ชัน เรจิสเตอร์ รวมถึงวิธีการสำหรับการอ่านและเขียนข้อมูล ไม่จำเป็นต้องใช้สื่อกลางการส่งสัญญาณทางกายภาพเฉพาะเจาะจงเพียงชนิดเดียว

สำหรับเครื่องมือวัดระดับ, เครื่องมือวัดสภาพแวดล้อม และเครื่องมือวัดกระบวนการหนึ่งในวิธีการนำไปใช้งานที่พบได้บ่อยที่สุดคือModbus RTU over RS485อุปกรณ์โฮสต์สามารถส่งคำขอตรวจสอบเครื่องมือภาคสนามหลายเครื่องตามที่อยู่ เพื่ออ่านค่ากระบวนการทำงาน ข้อมูลสถานะ สัญญาณเตือน และข้อมูลจากเรจิสเตอร์อื่น ๆ ได้

4. RS485 คืออะไร?

RS485 เป็นมาตรฐานทางไฟฟ้าสำหรับการสื่อสารแบบอนุกรมชนิดต่างศูนย์ ระบบนี้กำหนดคุณลักษณะของสัญญาณไดรเวอร์ สัญญาณรับ และสัญญาณต่าง แต่ไม่ได้ระบุว่าค่าระดับจะถูกจัดเก็บไว้ที่ตำแหน่งใด หรือควรขอค่าอุณหภูมิในลักษณะใด

ดังนั้น:

RS485 จึงไม่ใช่สิ่งเดียวกับ Modbus

ความสัมพันธ์ที่แม่นยำกว่าคือ:

Modbus RTU มักทำงานบนชั้นกายภาพ RS485

ฮาร์ดแวร์ RS485 เดียวกันนี้ยังสามารถรองรับโปรโตคอลอนุกรมอื่นๆ ได้อีกด้วย รวมถึงโปรโตคอลที่กำหนดโดยผู้ผลิตเฉพาะราย

5. ความแตกต่างระหว่าง RS485 แบบสองสายและแบบสี่สายคืออะไร?

เครื่องมือภาคสนามในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ใช้ RS485 แบบสองสาย แบบ half-duplex สำหรับการสื่อสาร Modbus RTU

6. RS485 มีข้อจำกัดอยู่ที่อุปกรณ์ 32 ตัวหรือไม่?

ข้อความที่ว่า "RS485 รองรับอุปกรณ์ได้สูงสุด 32 ตัว" เป็นการสรุปอย่างง่ายที่พบได้ทั่วไป

ข้อกำหนดมาตรฐาน RS485 แบบดั้งเดิมจะอธิบายภาระบนบัสในรูปแบบของภาระต่อหน่วยเครือข่ายแบบทั่วไปสามารถรองรับ 'Unit Load' มาตรฐานได้สูงสุดถึง 32 หน่วย อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่จำเป็นต้องหมายถึงการมีอุปกรณ์ทางกายภาพจำนวน 32 เครื่องอย่างแน่นอน

ตัวส่ง-รับสัญญาณ RS485 ในยุคปัจจุบันอาจใช้การออกแบบ Unit Load แบบ 1/2, 1/4 หรือ 1/8 ดังนั้น บัสจึงสามารถรองรับโหนดทางกายภาพได้มากขึ้น หากภาระไฟฟ้ายังคงอยู่ภายในข้อกำหนดที่กำหนดไว้

จำนวนอุปกรณ์ที่สามารถใช้งานได้จริงยังขึ้นอยู่กับปัจจัยดังต่อไปนี้:

• ภาระของยูนิตทรานสซีว์เซอร์;

• ช่วงที่อยู่ Modbus ที่มีให้ใช้งาน;

• อัตราการส่งข้อมูลแบบบอด;

• คุณภาพของสายเคเบิลและระยะทางรวม;

• โครงสร้างของบัส;

• รอบการสอบถามข้อมูลจากโฮสต์;

• การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า

7. การสื่อสารผ่าน RS485 สามารถทำงานได้ไกลถึง 1,200 เมตรหรือไม่? โดยทั่วไป

ระบุว่า RS485 สามารถสื่อสารได้ในระยะทางประมาณ 1,200 เมตร ทว่าค่าดังกล่าวไม่ควรถือเป็นระยะทางที่รับประกันได้สำหรับการติดตั้งทุกกรณี

ระยะทางที่เกิดขึ้นจริงขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ได้แก่ อัตราบอด (baud rate) ของคุณลักษณะของสายเคเบิล ขนาดของตัวนำ การต่อปลายสาย จำนวนโหนด โครงสร้างเครือข่าย และสภาพสนามแม่เหล็กไฟฟ้าโดยทั่วไป ยิ่งความเร็วในการสื่อสารสูงขึ้นเท่าไร ความยาวสูงสุดของสายเคเบิลที่สามารถใช้งานได้อย่างน่าเชื่อถือก็จะยิ่งลดลงตามไปด้วย

สำหรับเครือข่ายระยะไกล ควรใช้สายคู่บิดที่เหมาะสม ร่วมกับการจัดวางโครงสร้างบัสที่ถูกต้องและการต่อสิ้นสายอย่างเหมาะสม สามารถใช้ตัวขยายสัญญาณ RS485 หรือตัวแปลงสัญญาณไฟเบอร์ได้ ในกรณีที่ต้องการระยะทางที่ไกลขึ้น หรือการแยกสัญญาณทางไฟฟ้าที่ชัดเจนยิ่งขึ้น

8. ควรดำเนินการการต่อสุดท้ายของ RS485 อย่างไร?

ในเครือข่าย RS485 ที่มีระยะทางไกลขึ้น หรือเมื่ออัตราการส่งข้อมูลสูงขึ้น การสะท้อนของสัญญาณอาจส่งผลให้ความน่าเชื่อถือของการสื่อสารลดลง ดังนั้น ตัวต้านทานการหยุดการทำงานจึงมักถูกติดตั้งไว้ที่ปลายทางกายภาพทั้งสองด้านของบัสหลักและตามลำดับ

ค่าประมาณ 120 Ω เป็นค่าที่พบได้ทั่วไปในเครือข่าย RS485 สำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม การต่อสุดท้ายที่เหมาะสมควรสอดคล้องกับค่าอิมพีแดนซ์เฉพาะตัวของสายเคเบิล รวมถึงคำแนะนำจากผู้ผลิตอุปกรณ์ด้วย

หมายเหตุทางวิศวกรรม: โดยทั่วไป ไม่ควรติดตั้งตัวต้านทานการตัดวงจรที่อุปกรณ์ทุกตัว ทั้งนี้ การตั้งค่าไบแอส การกำหนดค่าอ้างอิงสัญญาณ การป้องกันสัญญาณรบกวน และการต่อพื้น ควรเป็นไปตามการออกแบบระบบ นอกจากนี้ ควรหลีกเลี่ยงการใช้ส่วนยื่นสายไฟที่มีความยาวมาก และการเชื่อมต่อแบบดาวที่ไม่ได้ถูกควบคุม เว้นแต่อุปกรณ์นั้นจะถูกออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับโครงสร้างการเชื่อมต่อดังกล่าว

9. ทำไมคำว่า "Two-Wire" จึงอาจทำให้เกิดความสับสน?

ในระบบเครื่องมือวัดทางอุตสาหกรรม คำว่า "two-wire" สามารถอธิบายรูปแบบการจัดวางที่แตกต่างกันอย่างน้อยสองรูปแบบได้

Two-Wire 4-20mA

สายไฟคู่เดียวกันนี้ทำหน้าที่ส่งทั้งไฟฟ้าสำหรับเครื่องมือวัดและสัญญาณอนาล็อก 4-20mA

การประยุกต์ใช้งานทั่วไป ได้แก่ เครื่องส่งสัญญาณแรงดัน ระดับของของเหลว อุณหภูมิ และการไหล โดยใช้เทคโนโลยี

แบบสองสาย RS485

ใช้คู่สายสัญญาณต่างชนิดหนึ่งสำหรับการสื่อสารดิจิทัลแบบครึ่งดูเพล็กซ์ (half-duplex) ทั้งนี้ ข้อความ

นี้ระบุเฉพาะสายส่งข้อมูลเท่านั้น และไม่ได้หมายความว่าอุปกรณ์จะต้องได้รับพลังงานผ่านสายไฟสองเส้นนั้นเสมอไป

ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์ RS485 ทั่วไปอาจใช้ตัวนำสัญญาณสี่ตัว ได้แก่

V+, GND, RS485 A และ RS485 B

สาย A และ B ทำหน้าที่เป็นคู่สายส่งข้อมูล RS485 จำนวนสองสาย ในขณะที่สายนำไฟอีกสองสายทำหน้าที่จ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ ดังนั้น คำว่า "RS485 แบบสองสาย" จึงไม่ได้หมายความว่าจำเป็นต้องใช้ตัวนำเพียงสองตัวสำหรับทั้งการจ่ายพลังงานและการสื่อสาร

10. อุปกรณ์ส่งสัญญาณแบบสองสายที่ให้กระแสไฟฟ้า 4-20mA รับพลังงานอย่างไร?

เครื่องส่งสัญญาณแบบสองสายที่มีค่ากระแส 4-20mA ได้รับพลังงานสำหรับการทำงานจากวงจรกระแส โดยควบคุมกระแสในวงจรให้เป็นตัวแทนของตัวแปรกระบวนการที่ถูกวัด

วงจรทั่วไปมีดังนี้:

แหล่งจ่ายไฟ 24 VDC → เครื่องส่งสัญญาณ → ขาเข้าแบบอนาล็อกของ PLC/DCS หรือโหลดในวงจร → ขากลับ

การออกแบบวงจรที่สมบูรณ์ควรพิจารณาปัจจัยดังต่อไปนี้:

• แรงดันการทำงานขั้นต่ำของเครื่องส่งสัญญาณ;

• ความต้านทานขาเข้าของ PLC หรือ DCS;

• การลดลงของแรงดันที่ข้ามผ่านอุปกรณ์กั้นความปลอดภัยหรือตัวแยกสัญญาณ;

• ความต้านทานของสายเคเบิล;

• เงื่อนไขของวงจรที่จำเป็นสำหรับการสื่อสารแบบ HART

แหล่งจ่ายไฟระดับมาตรฐาน 24 VDC จึงไม่ได้หมายความว่าเครื่องส่งสัญญาณจะได้รับแรงดันไฟฟ้าเต็ม 24 V เสมอ ต้องตรวจสอบงบประมาณแรงดันของวงจรอย่างครบถ้วน

11. การใช้ระบบสองสายที่ให้กระแสไฟฟ้า 4-20mA นั้น หมายความว่าเป็นระบบที่ปลอดภัยโดยธรรมชาติหรือไม่?

ไม่ เครื่องวัดแบบสองสายที่ให้กระแสไฟฟ้า 4-20mA มักถูกนำมาใช้งานในพื้นที่ที่มีความเสี่ยงต่ออันตราย อย่างไรก็ตาม การทำงานแบบสองสายของเครื่องวัดนั้น ไม่ได้ทำให้เครื่องวัดนั้นเป็นอุปกรณ์ที่ปลอดภัยในตัวเอง

ระบบที่มีความปลอดภัยในตัวจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบดังต่อไปนี้:

• ใบรับรองความปลอดภัยในตัวของเครื่องมือในสนาม;

• อุปกรณ์กั้นความปลอดภัยหรือตัวแยกการนำไฟฟ้าที่สอดคล้องกัน;

• พารามิเตอร์ของค่าแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า พลังงานไฟฟ้า ความจุไฟฟ้า และค่าเหนี่ยวนำไฟฟ้า;

• การติดตั้งและการเดินสายไฟตามข้อกำหนดสำหรับพื้นที่อันตรายที่เกี่ยวข้อง

สำหรับอุปกรณ์ที่ต้องการการป้องกันการระเบิดหรือการป้องกันเปลวไฟ การก่อสร้างตัวเรือน ช่องต่อสายเคเบิล และแนวทางการติดตั้ง จะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดการรับรองที่เกี่ยวข้อง

12. HART, Modbus RTU, RS485 และระบบสองสาย 4-20mA มีความสัมพันธ์กันอย่างไร?

การรวมกันที่นิยมใช้ ได้แก่:

ระบบสองสาย 4-20mA + HART,

หรือ:

ไฟฟ้าแยกต่างหาก +RS485 + Modbus RTU

เครื่องมือบางเครื่องสามารถให้ทั้งสัญญาณ 4-20mA/HART และอินเทอร์เฟซ RS485/Modbus RTU ที่แยกจากกันได้ อย่างไรก็ตาม ฟังก์ชันนี้ไม่ใช่คุณลักษณะมาตรฐานที่ใช้ได้กับทุกเครื่อง และจำเป็นต้องตรวจสอบยืนยันให้เป็นไปตามแบบจำลองเฉพาะของเครื่องนั้น

13. ควรเลือกอินเทอร์เฟซชนิดใดสำหรับการประยุกต์ใช้งานที่แตกต่างกัน?

การอัปเกรดระบบ 4-20mA ที่มีอยู่เดิม

การใช้ระบบ 4-20mA + HART เป็นทางเลือกที่เหมาะสมในกรณีที่ต้องคงสัญญาณอนาล็อกไว้ พร้อมทั้งเพิ่มความสามารถในการกำหนดค่าจากระยะไกลและการตรวจสอบสภาพระบบ

ระบบการรับข้อมูลดิจิทัลสำหรับ PLC |

RS485 + Modbus RTU เหมาะสำหรับกรณีที่ต้องอ่านค่าพารามิเตอร์หรือเครื่องมือหลายตัวในรูปแบบดิจิทัล |

เครือข่ายหลายโหนดระยะไกล |

RS485 เหมาะอย่างยิ่งสำหรับเครือข่ายดิจิทัลที่ใช้บัส เมื่อการกำหนดอัตราบอด โครงสร้างเครือข่าย การต่อสุดท้ายของบัส และการรองรับภาระของโหนด ดำเนินการอย่างถูกต้อง |

การจัดวางสายไฟในสนามที่ได้รับการปรับให้เรียบง่าย

ระบบส่งสัญญาณแบบสองสาย 4-20mA มีประโยชน์สำหรับเครื่องส่งสัญญาณที่ทำงานด้วยแหล่งจ่ายไฟภายในวงจร ซึ่งต้องการการบูรณาการสัญญาณอนาล็อกที่เรียบง่ายและมีความทนทานสูง

14การเปรียบเทียบอย่างรวดเร็วของอินเทอร์เฟซเครื่องมือที่นิยมใช้:

15. นอกจากนี้ ควรตรวจสอบสิ่งใดเพิ่มเติมในระหว่างการเลือกอินเทอร์เฟซ?

แม้ว่าเครื่องมือสองเครื่องจะถูกระบุว่าเป็น "RS485 Modbus" หรือ "4-20mA HART" แต่เครื่องมือทั้งสองเครื่องนั้นไม่จำเป็นต้องสามารถใช้แทนกันได้เสมอไป ควรยืนยันรายละเอียดต่อไปนี้ด้วย:

• แรงดันจ่ายไฟและการใช้พลังงาน;

• การจัดวางระบบไฟฟ้าแบบสองสาย สามสาย หรือสี่สาย;

• ที่อยู่ของเรจิสเตอร์ Modbus และชนิดข้อมูล;

• อัตราการส่งสัญญาณ (Baud rate) ค่าพาริตี้ และที่อยู่ของอุปกรณ์;

• การปรับสเกลกระแส 4-20mA และการกำหนดค่ากระแสในกรณีขัดข้อง;

• เวอร์ชันของ HART และความเข้ากันได้กับระบบโฮสต์;

• ข้อกำหนดการแยกไฟฟ้า;

• การรับรองพื้นที่อันตรายและพารามิเตอร์ความปลอดภัยภายใน;

• ความยาวสายเคเบิลและจำนวนโหนดเครือข่ายทั้งหมด;

คำถามที่พบบ่อย: การเลือกระบบสื่อสารสำหรับเครื่องมือวัดในอุตสาหกรรม;

คำถามที่ 1: ความสัมพันธ์ระหว่าง HART กับกระแสไฟฟ้า 4-20mA คืออะไร?

A: ระบบ HART แบบมีสายในรูปแบบดั้งเดิม ผสานการสื่อสารดิจิทัลเข้ากับวงจรกระแสไฟฟ้า 4-20mA ซึ่งทำให้สามารถเข้าถึงค่าตัวแปรหลักในรูปแบบอนาล็อก และข้อมูลจากอุปกรณ์ดิจิทัล ได้พร้อมกัน

Q2: RS485 เสมอหมายถึง Modbus หรือไม่?

A: ไม่ใช่ RS485 เป็นชั้นทางกายภาพทางไฟฟ้า ในขณะที่ Modbus RTU เป็นโปรโตคอลการสื่อสาร แม้ว่า Modbus RTU มักใช้ RS485 เป็นพื้นฐาน แต่ RS485 ก็สามารถรองรับโปรโตคอลอื่นได้เช่นกัน

Q3: RS485 มีข้อจำกัดว่ารองรับเครื่องมือวัดได้เพียง 32 เครื่องหรือไม่?

A: ไม่จำเป็นต้องเป็นเช่นนั้น ข้อจำกัดแบบดั้งเดิมอ้างอิงถึงภาระหน่วยมาตรฐานจำนวน 32 หน่วย อย่างไรก็ตาม เครื่องรับ-ส่งสัญญาณที่รองรับภาระต่ำในปัจจุบันสามารถรองรับโหนดทางกายภาพได้มากกว่านั้น โดยขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของอุปกรณ์ การออกแบบเครือข่าย และการกำหนดที่อยู่ของโปรโตคอล

Q4: คำว่า "RS485 แบบสองสาย" หมายความว่าจำเป็นต้องใช้ตัวนำเพียงสองตัวหรือไม่?

A: ไม่จำเป็นต้องเป็นเช่นนั้น คำว่า "RS485 แบบสองสาย" หมายถึงคู่ข้อมูลแบบต่างศูนย์ระหว่าง A/Bเครื่องมือ RS485 จำนวนมากยังคงต้องใช้สายนำไฟฟ้าแยกต่างหาก ดังนั้นการติดตั้งทั่วไปอาจใช้สาย V+, GND, A และ B คำถาม

ในกรณีใดควรเลือกใช้ HART? คำตอบ

HART มักเป็นทางเลือกที่เหมาะสมในกรณีที่ต้องคงระบบ 4-20mA ที่มีอยู่เดิมไว้ ในขณะที่ต้องการเพิ่มความสามารถในการกำหนดค่าจากระยะไกล สถานะของอุปกรณ์ และข้อมูลการตรวจสอบระบบ

คำถามที่ 6: ควรเลือกใช้ Modbus RTU ในกรณีใด?

A: RS485/Modbus RTU มีประโยชน์ในกรณีที่ PLC, RTU หรือเครื่องบันทึกข้อมูลจำเป็นต้องอ่านพารามิเตอร์หลายตัว หรือเมื่อเครื่องมือวัดหลายเครื่องใช้บัสดิจิทัลร่วมกัน

Q7: เครื่องมือวัดแบบสองสายที่ให้กระแสไฟฟ้า 4-20mA ทุกเครื่องมือเป็นอุปกรณ์ที่ปลอดภัยโดยธรรมชาติหรือไม่?

A: ไม่ใช่ ความปลอดภัยภายในขึ้นอยู่กับการรับรองเครื่องมือ อุปกรณ์กั้นหรือตัวแยกที่เกี่ยวข้อง รวมถึงพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าของวงจรทั้งหมด

Q8: เครื่องมือชนิดเดียวกันสามารถรองรับทั้ง HART และ Modbus ได้หรือไม่?

A: เครื่องมือบางรุ่นรองรับทั้ง 4-20mA/HART และอินเทอร์เฟซ RS485/Modbus ที่แยกจากกัน แต่ต้องยืนยันจากข้อมูลการออกแบบทางไฟฟ้าและเอกสารข้อมูลของผลิตภัณฑ์นั้น

คำถามที่ 9: เมื่อการสื่อสารผ่าน RS485 มีความไม่เสถียร ควรตรวจสอบสิ่งใดเป็นอันดับแรก?

A: ตรวจสอบข้อกำหนดต่อไปนี้ ได้แก่ ข้อกำหนด A/B, ที่อยู่ของอุปกรณ์, อัตราการส่งข้อมูล (baud rate), ค่าพาริตี, โครงสร้างบัส, การต่อปลายบัส, คุณภาพของสายเคเบิล, แหล่งจ่ายไฟ, จุดอ้างอิงสัญญาณ และที่อยู่ของอุปกรณ์ที่ซ้ำกัน

คำถามที่ 10: ข้อมูลใดบ้างที่ METRAVON มีความจำเป็นต้องเลือกอินเทอร์เฟซการสื่อสารหรือไม่?

A: กรุณาให้ข้อมูลดังต่อไปนี้: แบบจำลอง PLC, DCS หรือ RTU, อินเทอร์เฟซที่ต้องการ เช่น 4-20mA, HART หรือ Modbus, การจัดวางแหล่งจ่ายไฟ, ระยะทางการสื่อสาร, จำนวนอุปกรณ์, สภาพของสายเคเบิล, ข้อกำหนดด้านการแยกไฟฟ้า และข้อกำหนดสำหรับพื้นที่ที่มีความเสี่ยง;

บทสรุป;

HART, Modbus RTU, RS485 และระบบ 4-20mA แบบสองสาย จัดอยู่ในชั้นทางเทคนิคที่แตกต่างกัน การเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบต่างๆ นั้นเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อการเลือกเครื่องมือในอุตสาหกรรมอย่างถูกต้อง

HARTเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการประยุกต์ใช้งานที่ต้องคงไว้ซึ่งสัญญาณอนาล็อก 4-20mA พร้อมทั้งเพิ่มความสามารถในการกำหนดค่าและตรวจสอบสภาพแบบดิจิทัล ส่วนModbus RTU และเหมาะสำหรับการสื่อสารแบบดิจิทัลที่รองรับหลายพารามิเตอร์ ขณะที่รองรับ RS485ให้บริการชั้นกายภาพแบบต่าง ซึ่งเป็นที่นิยมใช้โดย Modbus RTU และโปรโตคอลอนุกรมอื่น ๆระบบสองสายสำหรับส่งสัญญาณ 4-20mA () ผสานการจ่ายพลังงานให้กับเครื่องมือและการส่งสัญญาณอนาล็อกไว้บนคู่สายเดียว

เครื่องมือวัดระดับและเครื่องมือวัดกระบวนการของ METRAVON สามารถตั้งค่าให้มีอินเทอร์เฟซอนาล็อกและดิจิทัลที่แตกต่างกันได้ ขึ้นอยู่กับรุ่นของเครื่อง การคัดเลือกขั้นสุดท้ายควรพิจารณาจากสถาปัตยกรรม PLC หรือ DCS ที่มีอยู่ในปัจจุบัน การจัดระบบจ่ายไฟ ระยะทางการสื่อสาร จำนวนโหนด ข้อกำหนดสำหรับพื้นที่ที่มีความเสี่ยงต่ออันตราย และกลยุทธ์การบำรุงรักษา เพื่อให้บรรลุเป้าหมายด้านการสื่อสารที่เชื่อถือได้ ความเข้ากันได้ของระบบที่ดี รวมถึงความสามารถในการขยายระบบในอนาคต