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HART-IP (4-20mA + digital)

HART (Highway Addressable Remote Transducer) ist ein industrieller Messstandard, bei dem digitale Informationen zusätzlich zum 4-20-mA-Analogsignal übertragen werden. Dieses Gateway kommuniziert über HART-IP (TCP/UDP), das HART in Ethernet einbettet.

Es wird am häufigsten in Druck-, Durchfluss-, Temperatur- und Füllstandstransmittern der Prozessindustrie eingesetzt, z. B. in Chemie, Raffinerie, Kraftwerken sowie Wasser- und Abwasseranlagen.


Eingabewerte im Registrierungsformular​

EingabefeldWas wird eingetragenBeispiel
IP-AdresseHART-IP-Gateway- / Multiplexer-IP192.168.0.110
PortHART-IP-Port5094 (Standard)
Antwort-Timeout (request-timeout)Wartezeit auf Antwort (ms)5000
Polling-Adresse (polling-address)HART-Geräteadresse (0–63)0 (Punkt-zu-Punkt) / 1–15 (Multidrop)
Multidrop-Umgebung

Wenn hinter einem HART-IP-Gateway mehrere Transmitter im Multidrop-Betrieb zusammengeschlossen sind, ist es am saubersten, für jedes Gerät eine andere Polling-Adresse zu vergeben und als separate Verbindung zu registrieren.


PLC-Adressnotation für Tags​

HART liest Werte über Befehle (Commands). Häufig verwendete Befehle:

HART-BefehlBedeutung
Cmd 0Geräteidentifikation (Hersteller/Modell/Tag – für Metadaten)
Cmd 1Primäre Variable (PV) – am häufigsten verwendet
Cmd 2mA-Wert der PV
Cmd 3Vier dynamische Variablen (PV, SV, TV, QV) in einem Zug
Cmd 13Geräte-Tag / Einheit / Ober- und Untergrenze

Im Gateway wird die Eingabe im Format cmd:<number>:<field> vorgenommen.

NotationBedeutung
cmd:1:PVPrimäre Variable (Druck, Durchfluss usw.)
cmd:3:PVNur PV aus der Cmd-3-Antwort
cmd:3:SVSekundäre Variable
cmd:3:TVTertiäre Variable
cmd:3:QVQuartäre Variable
cmd:2:CURRENTTatsächlicher mA-Wert des 4–20-mA-Signals
cmd:13:TAGGeräte-Tag (Zeichenkette)
cmd:13:UNITEinheiten-Code
Ist PV Druck oder Durchfluss?

Bei HART ist die Variable selbst (d. h. was das 4–20-mA-Signal bedeutet) in der Gerätekonfiguration festgelegt. Das Gateway empfängt lediglich die „PV“. Welche physikalische Größe diese PV darstellt, ergibt sich aus dem Einheiten-Code des Transmitters (Cmd 13 unit) oder Sie legen es über den Tag-Namen fest.


Zuordnung der Datenformate​

Wert von HARTDatenformatFormat-Code
PV / SV / TV / QV (Float)FloatREAL
mA (Cmd 2)FloatREAL
Geräte-Tag / EinheitennameStringSTR[8] usw.
Statuscode / Field Device StatusInteger(leer)

HART überträgt Gleitkommazahlen im IEEE-754-32-Bit-Big-Endian-Format. Das Gateway dekodiert dies automatisch, sodass Sie nur REAL angeben müssen.


Schreibzugriff (Write)​

Die Schreibbefehle von HART sind riskant (sie ändern Bereich / Einheit / Dämpfung / Nullpunkt des Transmitters) und sollten daher mit Vorsicht verwendet werden.

BefehlBedeutung
Cmd 6Polling-Adresse ändern
Cmd 17Gerätenachricht (32 Zeichen)
Cmd 18Geräte-Tag / Beschreibung / Datum
Cmd 35Ober- / Untergrenze der PV (Bereich) ändern

Beispiel für Schreibnotation: cmd:18:TAG, der Wert wird als Zeichenkette gesendet.


Häufige Probleme und Lösungen​

SymptomMögliche UrsacheLösung
„No response from device“Nur das HART-Gateway antwortet, das Gerät nichtPolling-Adresse für Multidrop prüfen (0 vs. 1–15)
Cmd-1-Wert bleibt auf 0Transmitter im Fail-Safe-Modus4–20-mA-Leitung auf Unterbrechung / Kurzschluss prüfen
„Cmd 3 not supported“Altes HART-Gerät (Rev. < 5)Nur Cmd 1 verwenden. SV/TV/QV nicht verfügbar
Einheiten-Code erscheint als ZahlHART-Einheiten sind Enums (1=°C, 32=Pa, …)Mit Formel / Zuordnungstabelle in benutzerfreundliche Einheiten umrechnen

Praxisbeispiele für spezifische Geräte​

Rosemount 3051 (Drucktransmitter)​

Der am weitesten verbreitete Differenz- / Überdrucktransmitter. Die PV des 4–20-mA-Signals wird auf Druck (kPa, bar, psi usw.) abgebildet.

Tag-NameAdresseFormatBemerkung
Druck (PV)cmd:1:PVFloatREAL
mAcmd:2:CURRENTFloatREAL – zur Leitungsprüfung
Geräte-Tagcmd:13:TAGStringz. B. TT-201
Einheiten-Codecmd:13:UNITInteger1=in H2O, 7=kPa, 13=bar
Gerätestatuscmd:48:STATUSIntegerErgebnis des Selbsttests

Endress+Hauser Promass 80 (Coriolis-Durchflussmesser)​

Tag-NameAdresseFormatBemerkung
Durchfluss (PV)cmd:3:PVFloatkg/h
Dichte (SV)cmd:3:SVFloatkg/m³
Temperatur (TV)cmd:3:TVFloat°C
Summenmenge (QV)cmd:3:QVFloatkg

Yokogawa EJX910A (Multivariable-Transmitter)​

Tag-NameAdresseFormatBemerkung
Differenzdruckcmd:3:PVFloatkPa
Statischer Druckcmd:3:SVFloatkPa abs
Prozesstemperaturcmd:3:TVFloat°C
Korrigierter Durchflusscmd:3:QVFloat(interne Berechnung im Gerät)

Häufige Betriebsmuster​

Muster 1. Mehrfaches Multidrop (8 Transmitter an einem Gateway)​

Tag-NameAdresseBemerkung
TT-101 PVcmd:1:PV(als separate Verbindung mit Polling-Adresse 1 registriert)
TT-102 PVcmd:1:PV(als separate Verbindung mit Polling-Adresse 2 registriert)

Für jede Polling-Adresse 1–15 wird auf PlantPulse-Seite eine separate OPC-Registrierung vorgenommen (host:port gleich, nur polling-address unterschiedlich).

Muster 2. Automatische Einheitenanzeige​

cmd:13:UNIT (Einheiten-Enum) mit erfassen und im Anzeigebildschirm in mapTable(unit) = "kPa" / "bar" / ... umwandeln. Bei einer Änderung der Transmitter-Einheit wird die Anzeigeeinheit automatisch nachgeführt, ohne die PlantPulse-Registrierung anzupassen.

Muster 3. Erkennung von Leitungsunterbrechungen​

Wenn cmd:2:CURRENT (mA) unter 4 oder über 20 liegt, ist ein Fail-Safe-Zustand oder eine Leitungsunterbrechung zu vermuten. In die Alarmregeln aufnehmen.


Nächste Schritte​