Tout sur la communication HART et les solutions IIoT

Pendant de nombreuses années, je mettais à jour et aidais les clients avec leurs communicateurs HART. Bien que l'on considère le communicateur HART comme outil simple, la plupart de ses utilisateurs le sortent de sa boîte, le chargent, commencent à l'utiliser et rencontrent des problèmes.

Par exemple, lorsque le communicateur ne trouve pas l'appareil sur le terrain ou que son écran affiche des informations génériques, les utilisateurs ne savent pas quoi faire. Aujourd'hui, cependant, l'interface et l'expérience utilisateur d'un communicateur HART sont bien meilleures que lorsque j'assistais des clients il y a quelques années.

Néanmoins, les questions sont toujours les mêmes, et j'ai donc décidé de répondre à certaines d'entre elles dans cet article. Je voudrais aussi vous expliquer en quoi le communicateur HART est plus qu'un simple appareil de poche.

Les nouvelles tablettes PC industrielles désormais utilisées comme communicateurs offrent une multitude de possibilités à leurs utilisateurs. Bien plus qu'un simple ordinateur de poche, ces outils sont essentiels à l’expérience complète des services de l'Internet industriel des objets.

Voici mes réponses aux questions les plus courantes sur les communicateurs HART et en quoi leurs nouvelles versions sont désormais un essentiel outil de terrain.

Qu'est-ce que le protocole de communication HART ?

Il est légitime que certains utilisateurs se posent des questions sur le fonctionnement du protocole HART et sur la signification de ce terme. Laissez-moi donc commencer par cela : HART est l'abréviation de Highway Addressable Remote Transducer. Il a été développé il y a un certain temps, au milieu des années 80 pour être plus précis.

À l'époque, le protocole HART était privé et ne devint public qu'en 1986. HART fait référence à un protocole hybride. Cela signifie que le signal numérique est superposé au signal analogique 4-20 mA.

Il est impossible d'échapper au côté technique de ce sujet. Alors, jetons un œil aux détails techniques fondamentaux. HART fut développé selon la norme Bell-202, avec une modulation par déplacement de fréquence (FSK) à 1200 bps pour moduler et démoduler. Et son signal numérique est codifié par 1200 Hz représentant "1" et 2200 Hz représentant "0".

Le protocole HART est utilisé par un appareil de terrain pour vous donner accès à son menu et vous permettre de le configurer. Il permet aussi d'établir une communication entre l'appareil et le contrôleur.

Je pense que vous avez maintenant une idée de ce qu'est le protocole HART. Ce protocole fait l'objet de divers autres sujets plus avancés, tels que HART Multi-drop, les commandes HART, les pilotes, etc. J'en mentionnerai d'ailleurs quelques-uns plus tard.

À quoi sert un communicateur HART ?

Avant l'apparition du protocole HART, les appareils n'avaient qu'une configuration locale pour régler le zéro et la plage de mesure. Je l'ai fait quelques fois : l'appareil n'avait qu'une vis pour régler la plage de mesure et le zéro, rien de plus.

Lorsque les nouveaux appareils dotés du protocole HART furent commercialisés, cet appareil portable devint un outil permettant d'accéder à la configuration.

Ces nouveaux appareils offraient la possibilité de régler la plage de mesure et d'autres caractéristiques pour obtenir de meilleures mesures. Cet ordinateur de poche était un outil pratique pour accéder à l'appareil et vérifier toutes ses configurations, ses diagnostics et réaliser des modifications si nécessaire.

Auparavant considéré comme un ordinateur de poche, le configurateur HART s’est récemment transformé en réelle tablette PC industrielle. Il offre désormais plus que la communication HART ; il permet de communiquer avec pratiquement tous les protocoles bus de terrain.

Il est également possible d'installer d'autres applications sur ces nouvelles tablettes, offrant ainsi un large éventail de possibilités d'utilisation. Vous pouvez désormais avoir des services IIoT préinstallés sur votre tablette et les utiliser pour accéder à l'état de vos appareils, enregistrer de nouveaux documents et vous familiariser davantage avec votre base installée.

En résumé, vous avez aujourd'hui un outil puissant entre les mains. Il confère une bien meilleure expérience utilisateur lors de la mise en place de toutes sortes de dispositifs sur site. Qui plus est, vous pouvez faire fonctionner de nombreuses applications différentes sur la tablette.

Pourquoi utilise-t-on une résistance de 250 Ohms avec un communicateur HART ?

Vous me direz, "je n'en ai pas toujours besoin". Et vous avez raison ! En général, vous n'en avez pas besoin lorsque l'appareil est sur site, mais il peut toujours y avoir des exceptions. Quoi qu'il en soit, il est toujours important d'en avoir sur vous, où que vous soyez, en particulier à proximité d'un appareil HART.

La résistance est nécessaire pour créer une impédance sur la boucle, même si elle en possède déjà une. Un minimum de 230 Ohms est essentiel pour établir la communication HART. Habituellement, le système de contrôle peut fournir cette impédance. Une résistance sur site n'est donc pas nécessaire, mais il est préférable d'en avoir une sur soi.

Le message est donc le suivant : toujours garder une résistance de 250 Ohms dans sa poche.

Comment connecter le communicateur HART à un transmetteur ?

Le premier client chez qui j’ai dû intervenir dans ma carrière m'a demandé d'établir la communication avec un débitmètre Coriolis pour vérifier les diagnostics de l'appareil. C'était donc la première fois que je le faisais, et j'étais seul avec le client pour vérifier un débitmètre Coriolis.

Si vous vous y connaissez en instrumentation, vous devez aussi savoir que ce n'est pas l'appareil le plus simple pour un débutant.

J'étais très nerveux et j'ai eu un problème de communication locale entre l'appareil de terrain et le communicateur HART. Je n'avais pas connecté la résistance de 250 Ohms correctement : la communication n'a ainsi pas pu être établie. Oui, je me suis trompé.

La méthode de connexion entre le communicateur HART et un transmetteur varie selon le type de dispositif (à deux ou quatre fils, actif ou passif). Avec un appareil à deux fils, vous pouvez utiliser le port de communication pour établir la communication.

N'oubliez pas d'utiliser la résistance de 250 Ohms, si nécessaire, pour créer l'impédance dans la boucle. Vous pouvez également connecter le communicateur HART en parallèle à la résistance qui est connectée à la boucle.

Avec un dispositif à 4 fils, vous devez connecter la résistance de la sortie positive à la sortie négative du transmetteur, puis connecter le communicateur de terrain en parallèle à la résistance.

Comment étalonner avec un communicateur HART ?

Laissez-moi vous répondre par une autre question : que signifie l'étalonnage pour vous ? Le communicateur HART est un outil précieux pour l'étalonnage, mais la signification de l'étalonnage est parfois mal comprise.

Effectuer un étalonnage signifier comparer le dispositif en cours d'étalonnage avec un dispositif de référence doté d'une meilleure précision et de toutes les certifications nécessaires.

Ainsi, pendant l'étalonnage, vous comparez uniquement la plage de mesure de l'appareil en cours d'étalonnage avec celle de l'appareil de haute précision.

Si, après avoir vérifié la plage de mesure, vous obtenez une erreur supérieure à celle recommandée, vous devez ajuster l'appareil. Ici, le communicateur HART peut donc permettre de vérifier l'exactitude des réglages et d'afficher les valeurs mesurées.

Le communicateur HART vous servira également à régler la pente ou l'offset. Il vous donne accès à l'arborescence des menus, et vous permet donc d'effectuer les modifications nécessaires.

Comment mettre à jour un communicateur HART ?

La procédure de mise à jour du communicateur HART est simple, mais pourquoi faut-il le maintenir à jour ? Le principe est simple : les communicateurs HART possèdent une base de données contenant tous les fichiers nécessaires à l'accès au menu des appareils de terrain.

Les appareils portables/communicateurs utilisent généralement des fichiers Device Descriptions (DD) ou Device Type Manager (DTM).  Dans les deux cas, ces fichiers fonctionnent comme un pilote vous permettant d'accéder aux informations du dispositif connecté au communicateur de terrain.

Si vous ne possédez pas ces fichiers, votre communicateur HART vous donnera un accès générique au dispositif : vous n'aurez donc pas l'accès complet à l'ensemble de son menu de configuration. Votre accès sera limité à la configuration basique de l'appareil et ne pourrez modifier que quelques paramètres.

La mise à jour du communicateur peut faire référence à une mise à jour du logiciel permettant de bénéficier de nouvelles fonctionnalités, ou à l'installation de nouveaux pilotes permettant d'accéder à davantage de périphériques. La procédure de mise à jour dépend du communicateur utilisé.

Par exemple, la Field Xpert SMT70 a une mise à jour automatique du DTM. La procédure est très simple. Il vous suffit de cliquer sur le nuage dans la barre d'état, puis de vous inscrire, de choisir un type d'abonnement et de télécharger les fichiers. Un jeu d'enfant !

Quel est le meilleur communicateur HART ?

Cette question est délicate, mais je peux vous donner une liste de points importants pour vous aider à trouver le meilleur communicateur HART adapté à vos besoins. Car de mon point de vue, c'est à l'utilisateur de définir son meilleur outil.

Bien que ce choix soit très personnel, de nombreux facteurs peuvent vous aider à trouver celui qui vous correspond. Posez-vous les questions suivantes :

• Mon communicateur HART est-il flexible ? Autrement dit, puis-je l'utiliser pour d'autres types d'activités ?
• La procédure de mise à jour de mon communicateur HART est-elle compliquée ?
• Ai-je accès à une bonne assistance technique pour mon appareil ?
• L'expérience utilisateur est-elle bonne ?
• Puis-je l'utiliser pour configurer des dispositifs provenant de plusieurs fournisseurs et utilisant différents protocoles ?

Toutes ces questions peuvent vous aider à trouver le meilleur communicateur HART pour votre usage personnel.

Quels sont les avantages d'un communicateur HART ?

Les communicateurs HART deviennent des outils de plus en plus universels : une tablette et un logiciel suffisent pour configurer vos appareils de terrain via différents protocoles et outils. Alors que les communicateurs de terrain ne servaient autrefois qu'à configurer les appareils, ils offrent aujourd'hui davantage de fonctionnalités.

Vous pouvez par exemple utiliser votre tablette universelle pour rédiger des rapports, puis prendre et joindre des photos de l'appareil concerné. De plus, vous pouvez y ajouter n'importe quelle application Windows, offrant une multitude de possibilités supplémentaires.

La connectivité Bluetooth et Wi-Fi sur le terrain vous permet d'accéder à un appareil via le sans fil et gagner énormément de temps lors de la configuration et de la vérification de l'état des appareils.

Enfin, les services de l'Internet industriel des objets fonctionnent avec les tablettes. Toutes les informations intelligentes qu’ils relèvent concernant votre base installée, l'état de vos appareils, etc. sont accessibles depuis votre tablette.

Comment utiliser le communicateur HART dans une solution IIoT ?

Les configurateurs HART les plus récents offrent de nombreuses possibilités. Une fonctionnalité intéressante mérite d'être mentionnée : leur rôle dans la gestion de vos fichiers de travail et les jumeaux numériques de vos actifs. Prenons l'exemple de Netilion Library combinée à la Field Xpert.

Netilion Library est un service IIoT qui vous aide à organiser et à sauvegarder tous les fichiers et documents de travail concernant vos actifs. Netilion Library est accessible depuis différents appareils, tels que votre smartphone et votre ordinateur portable, où que vous soyez.

Une tablette PC industrielle telle que la Field Xpert est un outil crucial pour les ingénieurs et techniciens de terrain. Il est en effet très important de pouvoir accéder facilement à toute la documentation relative aux appareils de terrain, aux détails de configuration, aux rapports, aux tâches, etc.

En combinant la Field Xpert avec Netilion, vous obtenez une solution robuste, vous permettant d'accélérer considérablement la recherche de documents et de les partager avec toute votre équipe.

Vous pouvez essayer Netilion Library gratuitement et découvrir la simplicité d'organisation et d'accessibilité de vos fichiers de travail.

Voilà, je pense que je vous ai tout dit.

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À bientôt !