مقایسه کامل HART Communicator های Emerson؛ از 275 و 375 تا 475 و AMS Trex

در سیستم‌های ابزار دقیق، بسیاری از تجهیزات هوشمند مانند ترانسمیترهای فشار، دما، سطح و دبی، پوزیشنرهای شیر و سایر تجهیزات فیلد از پروتکل HART برای ارتباط دیجیتال استفاده می‌کنند.

برای تنظیم، پیکربندی، کالیبراسیون، خواندن پارامترها و عیب‌یابی این تجهیزات، معمولاً از دستگاهی به نام HART Communicator یا Field Communicator استفاده می‌شود.

Emerson طی سال‌های مختلف چند نسل معروف از این تجهیزات را معرفی کرده است که مهم‌ترین آن‌ها عبارت‌اند از:

• 275 HART Communicator
• 375 Field Communicator
• 475 Field Communicator
• AMS Trex Device Communicator

هر نسل نسبت به مدل قبل امکانات بیشتری ارائه کرده و به‌تدریج از یک HART Communicator ساده به یک ابزار کامل برای مدیریت و عیب‌یابی تجهیزات هوشمند فیلد تبدیل شده است.

در این مقاله تفاوت این چهار نسل را بررسی می‌کنیم.

 

HART Communicator چیست؟

HART Communicator یک دستگاه قابل حمل است که تکنسین ابزار دقیق می‌تواند آن را به لوپ 4-20 mA یک تجهیز HART متصل کند و بدون ایجاد اختلال در سیگنال آنالوگ، به اطلاعات دیجیتال تجهیز دسترسی پیدا کند.

پروتکل HART اطلاعات دیجیتال را روی همان سیم‌های سیگنال 4-20 mA منتقل می‌کند. به همین دلیل می‌توان علاوه بر مقدار متغیر فرآیندی، اطلاعات دیگری مانند تنظیمات، وضعیت تجهیز، پارامترهای کالیبراسیون و اطلاعات تشخیصی را نیز دریافت کرد.

با یک Field Communicator می‌توان معمولاً کارهایی مانند موارد زیر را انجام داد:

تنظیم Range ترانسمیتر

تغییر LRV و URV

تنظیم واحد اندازه‌گیری

خواندن Tag تجهیز

تغییر پارامترهای Configuration

انجام Zero Trim و Sensor Trim

بررسی Diagnostic Message

خواندن وضعیت تجهیز

اجرای Loop Test

تنظیم Positioner

مشاهده Device Variables

بررسی اطلاعات مربوط به Calibration

و در مدل‌های پیشرفته‌تر، عیب‌یابی کامل لوپ و تجهیزات Fieldbus

 

Emerson 275 HART Communicator

مدل 275 HART Communicator یکی از نسل‌های قدیمی و بسیار شناخته‌شده تجهیزات ارتباطی HART بود.

این دستگاه در دوره‌ای به‌شکل گسترده در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، نیروگاه‌ها و کارخانه‌های فرآیندی مورد استفاده قرار گرفت و هنوز هم ممکن است نمونه‌های سالم آن در برخی واحدهای صنعتی دیده شوند.

برخلاف نسل‌های بعدی، 275 اساساً یک HART Communicator بود و تمرکز آن روی ارتباط با تجهیزات HART قرار داشت.

مستندات Emerson برای تجهیزات قدیمی نیز استفاده از Model 275 را برای ارتباط HART، مشاهده منوها و استفاده از Fast Key Sequence توضیح می‌دهند. (Emerson.com⁠)

ویژگی‌های Emerson 275

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های این نسل سادگی آن بود.

275 از یک صفحه‌نمایش ساده و صفحه‌کلید فیزیکی استفاده می‌کرد و رابط کاربری آن کاملاً با نسل‌های جدید متفاوت بود.

Device Description های تجهیزات در حافظه دستگاه ذخیره می‌شدند و دستگاه برای شناسایی تجهیزات مختلف HART از آن‌ها استفاده می‌کرد.

در مشخصات مدل 275، حافظه غیر فرار برای نگهداری برنامه و Device Description در نظر گرفته شده بود و تأمین انرژی دستگاه نیز می‌توانست از باتری‌های AA یا پک باتری NiCad انجام شود. (manualzz.com⁠)

مزایای 275

ساختار ساده

کاربری نسبتاً آسان برای تجهیزات قدیمی HART

مناسب برای Configuration اولیه

قابل استفاده برای بسیاری از تجهیزات HART نسل قدیمی

بدنه مناسب محیط‌های صنعتی

محدودیت‌های 275

رابط کاربری قدیمی

صفحه‌نمایش ساده

عدم پشتیبانی از FOUNDATION Fieldbus

محدودیت در پشتیبانی از Device Description تجهیزات جدید

محدودیت شدید در قابلیت‌های تشخیصی نسبت به نسل‌های بعدی

عدم ارائه امکانات مدرن مانند Bluetooth و ابزارهای پیشرفته عیب‌یابی

به همین دلیل امروزه 275 بیشتر به‌عنوان یک تجهیز Legacy شناخته می‌شود.

 

Emerson 375 Field Communicator

نسل بعدی، 375 Field Communicator بود.

در این نسل Emerson مفهوم Field Communicator را بسیار گسترده‌تر کرد.

برخلاف 275 که بیشتر یک HART Communicator محسوب می‌شد، 375 برای ارتباط با هر دو پروتکل اصلی زیر طراحی شد:

HART

FOUNDATION Fieldbus

Emerson در مستندات رسمی 375 اعلام کرده است که این دستگاه قابلیت ارتباط و پیکربندی تجهیزات HART و FOUNDATION Fieldbus را دارد. (Emerson.com⁠)

این تغییر باعث شد تکنسین ابزار دقیق بتواند با یک دستگاه، طیف بزرگ‌تری از تجهیزات فیلد را مدیریت کند.

 

صفحه‌نمایش لمسی در 375

یکی از تغییرات مهم 375 نسبت به 275 استفاده از LCD به همراه Touch Screen بود.

در کنار صفحه‌نمایش لمسی، دستگاه همچنان دارای کلیدهای سخت‌افزاری بود تا در محیط صنعتی بتوان به‌سادگی با آن کار کرد.

375 از پردازنده SH3، حافظه داخلی و مدارهای ارتباطی یکپارچه برای ارتباط با تجهیزات استفاده می‌کرد. (Emerson.com⁠)

 

قابلیت‌های اصلی Emerson 375

Configuration تجهیزات HART

Configuration تجهیزات FOUNDATION Fieldbus

مشاهده Device Description

اجرای Diagnostic

خواندن پارامترهای تجهیز

تغییر تنظیمات تجهیز

استفاده از رابط گرافیکی بهتر نسبت به 275

استفاده در محیط‌های صنعتی و در نسخه‌های دارای تأییدیه IS در مناطق خطرناک مطابق محدودیت‌های گواهی دستگاه

 

مزیت اصلی 375 نسبت به 275

بزرگ‌ترین تغییر این بود که 375 دیگر فقط یک HART Communicator نبود.

در برخی نسخه‌ها می‌توانست هم HART و هم FOUNDATION Fieldbus را پشتیبانی کند.

به همین دلیل برای واحدهایی که ترکیبی از تجهیزات HART و Fieldbus داشتند، یک ابزار بسیار کاربردی‌تر محسوب می‌شد.

 

Emerson 475 Field Communicator

پس از 375، Emerson مدل بسیار معروف 475 Field Communicator را معرفی کرد.

475 یکی از شناخته‌شده‌ترین Field Communicator های صنعت ابزار دقیق است و سال‌ها در صنایع مختلف استفاده شده است.

این مدل اساساً بر پایه تجربه 375 توسعه پیدا کرد اما امکانات بیشتری در اختیار تکنسین قرار داد.

Emerson نیز در مستندات خود بیان می‌کند که 475 بر پایه فناوری 375 توسعه یافته و امکانات جدیدی مانند نمایشگر رنگی، Bluetooth و قابلیت‌های تشخیصی پیشرفته‌تر به آن اضافه شده است. (Emerson.com⁠)

 

پشتیبانی از HART و FOUNDATION Fieldbus

475 در نسخه مربوطه می‌تواند از:

HART

FOUNDATION Fieldbus

پشتیبانی کند.

همچنین برای تجهیزات HART Revision 5، 6 و 7 و WirelessHART نیز قابلیت پشتیبانی داشت. (Emerson.com⁠)

این موضوع باعث شد 475 برای طیف بسیار وسیعی از تجهیزات تولیدکنندگان مختلف قابل استفاده باشد.

 

صفحه‌نمایش رنگی و رابط کاربری بهتر

یکی از تفاوت‌های مهم 475 با 375، رابط گرافیکی رنگی آن بود.

در این نسل پیمایش منوها، نمایش پارامترها و اجرای Diagnostic نسبت به دستگاه‌های قدیمی‌تر بسیار راحت‌تر شد.

 

Bluetooth

برخی نسخه‌های 475 دارای قابلیت Bluetooth بودند.

طبق دیتاشیت Emerson، ارتباط Bluetooth می‌توانست تا حدود 10 متر فاصله ارتباطی ایجاد کند. (Emerson.com⁠)

این قابلیت برای انتقال اطلاعات و ارتباط با کامپیوتر در برخی کاربردها مفید بود.

 

Device Description Update

یکی از قابلیت‌های مهم 475 امکان استفاده از سیستم Easy Upgrade بود.

با استفاده از این قابلیت، کاربر می‌توانست Device Description های جدید HART و FOUNDATION Fieldbus را دریافت و به دستگاه اضافه کند.

این موضوع اهمیت زیادی داشت؛ زیرا تجهیزات جدید دائماً وارد بازار می‌شدند و Field Communicator باید Device Description آن‌ها را می‌شناخت.

 

Diagnostic پیشرفته‌تر

475 نسبت به نسل‌های قبل امکانات تشخیصی بیشتری داشت.

برای مثال می‌توانست از برخی Application های تخصصی مانند ValveLink Mobile استفاده کند و برای عیب‌یابی تجهیزات کنترل ولو نیز امکانات بیشتری در اختیار کاربر قرار دهد. (Emerson.com⁠)

 

آیا Emerson 475 هنوز تولید می‌شود؟

خیر.

Emerson رسماً تولید 475 Field Communicator را متوقف کرده است.

طبق اعلام رسمی Emerson، این محصول دیگر برای فروش عرضه نمی‌شود و پشتیبانی دستگاه‌های موجود تا اکتبر 2020 ادامه داشت.

Emerson نیز AMS Trex Device Communicator را به‌عنوان نسل بعدی و جایگزین 475 معرفی کرده است. (Emerson.com⁠)

بنابراین دستگاه‌های 475 که امروز در بازار دیده می‌شوند معمولاً مربوط به موجودی قدیمی، دستگاه‌های استفاده‌شده یا Refurbished هستند.

 

AMS Trex Device Communicator

نسل بعدی Field Communicator های Emerson، AMS Trex Device Communicator است.

Trex دیگر صرفاً یک دستگاه برای تغییر چند پارامتر HART نیست.

در واقع Emerson آن را به یک ابزار جامع برای:

Commissioning

Configuration

Maintenance

Diagnostics

Troubleshooting

تجهیزات هوشمند فیلد تبدیل کرده است.

Emerson در نسل کنونی Trex، پشتیبانی از تجهیزات HART، FOUNDATION Fieldbus و در نسخه‌های جدیدتر ارتباط با تجهیزات Bluetooth را نیز ارائه می‌کند. (Emerson.com⁠)

 

صفحه‌نمایش بزرگ AMS Trex

Trex دارای صفحه‌نمایش لمسی رنگی بزرگ است.

در مشخصات نسل جدید AMS Trex، نمایشگر 5.7 اینچی VGA لمسی مقاومتی اعلام شده است. (Emerson.com⁠)

این صفحه‌نمایش باعث می‌شود:

منوهای تجهیز واضح‌تر دیده شوند.

Diagnostic ها راحت‌تر بررسی شوند.

کار با Device Description ها ساده‌تر باشد.

استفاده از Application های مختلف راحت‌تر انجام شود.

 

Power the Loop در AMS Trex

یکی از مهم‌ترین تفاوت‌های AMS Trex با نسل‌های قبل قابلیت Power the Loop است.

در بسیاری از مواقع تکنسین می‌خواهد تجهیزی را در کارگاه یا قبل از نصب روی واحد تنظیم کند.

در حالت عادی باید یک منبع تغذیه خارجی، مقاومت مناسب و تجهیزات جانبی فراهم شود.

اما در نسخه دارای Device Communicator Plus Module، Trex می‌تواند مستقیماً یک تجهیز HART را برای تست Bench تغذیه کند.

این ماژول شامل منبع تغذیه HART، مقاومت داخلی، کنترل جریان و آمپرمتر است. (Emerson.com⁠)

در نتیجه می‌توان یک ترانسمیتر دو سیمه را قبل از قرار گرفتن در مدار اصلی روشن و Configuration کرد.

 

اندازه‌گیری جریان 4-20 mA

در Device Communicator Plus Module امکان اندازه‌گیری جریان لوپ نیز وجود دارد.

بنابراین Trex علاوه بر نقش Communicator می‌تواند در بسیاری از عملیات مربوط به بررسی Loop Current نیز به تکنسین کمک کند.

در دیتاشیت Emerson محدوده اندازه‌گیری جریان تا حدود 22.5 mA برای این قابلیت ذکر شده است. (Emerson.com⁠)

 

Loop Diagnostics

یکی از مزیت‌های مهم Trex نسبت به 475، توسعه قابلیت‌های مربوط به عیب‌یابی لوپ است.

Trex می‌تواند علاوه بر Configuration تجهیز، در بررسی مشکلات مربوط به لوپ 4-20 mA نیز مورد استفاده قرار گیرد.

این موضوع باعث شده Trex بیشتر از یک HART Communicator معمولی باشد و بتوان آن را یک ابزار Maintenance و Troubleshooting دانست.

 

Fieldbus Diagnostics

AMS Trex قابلیت‌های تخصصی برای FOUNDATION Fieldbus نیز ارائه می‌کند.

در مدل‌های دارای ماژول مناسب می‌توان تجهیزات Fieldbus را:

شناسایی کرد،

Configuration کرد،

عیب‌یابی کرد،

و حتی در برخی شرایط از طریق Trex تغذیه نمود. (Emerson.com⁠)

 

Application های AMS Trex

یکی دیگر از تفاوت‌های مهم Trex با 475 استفاده از معماری مبتنی بر Application است.

Emerson برای Trex ابزارهایی مانند موارد زیر ارائه می‌کند:

Field Communicator

AMS Device Configurator

ValveLink Mobile

WirelessHART Provisioning

Loop Diagnostics

Fieldbus Diagnostics

Calculator

PDF Viewer

به همین دلیل دستگاه می‌تواند بسته به نوع فعالیت تکنسین، وظایف متنوعی انجام دهد. (Emerson.com⁠)

 

Auto Sync با AMS Device Manager

یکی دیگر از قابلیت‌های مهم Trex امکان هماهنگ‌سازی اطلاعات با AMS Device Manager است.

تغییراتی که در فیلد روی تجهیزات انجام می‌شوند می‌توانند ثبت و با پایگاه اطلاعاتی AMS Device Manager همگام شوند.

این قابلیت برای Maintenance Management، Audit Trail و مدیریت تغییرات تجهیزات اهمیت زیادی دارد. (Emerson.com⁠)

 

مقایسه 275 و 375

بزرگ‌ترین تفاوت 275 و 375 در گستره کاربرد آن‌هاست.

275 اساساً برای تجهیزات HART طراحی شده بود.

اما 375 به یک Field Communicator تبدیل شد که علاوه بر HART، در نسخه مربوطه از FOUNDATION Fieldbus نیز پشتیبانی می‌کرد.

375 همچنین صفحه‌نمایش لمسی، سخت‌افزار قوی‌تر و رابط کاربری پیشرفته‌تری داشت.

بنابراین می‌توان 375 را اولین جهش بزرگ از HART Communicator کلاسیک به Field Communicator مدرن دانست.

 

مقایسه 375 و 475

475 را می‌توان نسخه تکامل‌یافته 375 دانست.

در 475 امکاناتی مانند:

نمایشگر رنگی بهتر

رابط گرافیکی پیشرفته‌تر

Bluetooth در برخی نسخه‌ها

پشتیبانی بهبود یافته از HART و FOUNDATION Fieldbus

پشتیبانی از WirelessHART

Diagnostic های بهتر

Device Description Update ساده‌تر

به مجموعه قابلیت‌ها اضافه شد.

بنابراین 475 برای سال‌ها به یکی از استانداردهای رایج بین تکنسین‌های ابزار دقیق تبدیل شد.

 

مقایسه 475 و AMS Trex

این مقایسه شاید مهم‌ترین بخش برای کاربران امروزی باشد.

475 هنوز در بسیاری از سایت‌های صنعتی وجود دارد و برای بسیاری از تجهیزات قدیمی نیز قابل استفاده است.

اما AMS Trex قابلیت‌هایی ارائه می‌دهد که در 475 وجود ندارد یا بسیار محدودتر است.

مهم‌ترین آن‌ها عبارت‌اند از:

Power the Loop

Loop Diagnostics

Fieldbus Diagnostics پیشرفته

اندازه‌گیری 4-20 mA

Application های تخصصی

رابط کاربری بزرگ‌تر و مدرن‌تر

مدیریت بهتر Device Description

همگام‌سازی با AMS Device Manager

پلتفرم سخت‌افزاری بسیار قوی‌تر

و در نسل جدید، پشتیبانی از Bluetooth Device Connectivity

Emerson نیز به‌طور رسمی Trex را جایگزین نسل 475 کرده است. (Emerson.com⁠)

 

کدام HART Communicator بهتر است؟

پاسخ به این سؤال بستگی به نوع کاربرد دارد.

اگر تجهیزات بسیار قدیمی HART دارید

275 ممکن است هنوز برای برخی تجهیزات قدیمی قابل استفاده باشد، اما به دلیل محدودیت Device Description و نبود پشتیبانی مدرن، گزینه مناسبی برای خرید جدید نیست.

اگر 375 سالم در مجموعه دارید

375 همچنان می‌تواند برای بسیاری از تجهیزات HART و FOUNDATION Fieldbus کاربرد داشته باشد، ولی این دستگاه نیز متعلق به نسل قدیمی است.

اگر 475 در مجموعه دارید

475 هنوز می‌تواند برای تعداد زیادی از تجهیزات HART و FOUNDATION Fieldbus بسیار کاربردی باشد.

اما باید توجه داشت که Emerson این محصول را بازنشسته کرده و به‌روزرسانی Device Description و پشتیبانی رسمی آن متوقف شده است. (Emerson.com⁠)

اگر برای پروژه جدید دستگاه می‌خواهید

در خانواده Emerson، انتخاب منطقی‌تر AMS Trex Device Communicator است.

Trex برای پروژه‌های جدید طراحی شده و علاوه بر Configuration، قابلیت‌های گسترده Maintenance و Diagnostics را نیز ارائه می‌کند.

 

روند تکامل Field Communicator های Emerson

اگر بخواهیم مسیر تکامل این محصولات را خیلی ساده بیان کنیم:

275

یک HART Communicator کلاسیک برای Configuration تجهیزات HART.

↓

375

اضافه شدن مفهوم Field Communicator و پشتیبانی HART + FOUNDATION Fieldbus.

↓

475

رابط گرافیکی رنگی، Diagnostic بهتر، Bluetooth و پشتیبانی گسترده‌تر از تجهیزات.

↓

AMS Trex

یک پلتفرم کامل برای Configuration، Maintenance، Loop Diagnostics، Fieldbus Diagnostics و Troubleshooting تجهیزات هوشمند.

 

آیا 475 برای تجهیزات جدید مناسب است؟

این سؤال بسیار مهم است.

از نظر فنی ممکن است 475 بتواند با بسیاری از تجهیزات جدید ارتباط برقرار کند، به‌خصوص اگر Device Description مورد نیاز از قبل روی دستگاه موجود باشد.

اما مشکل اصلی این است که پشتیبانی رسمی و ارائه DD جدید برای 475 متوقف شده است.

بنابراین اگر تجهیز جدیدی دارای Device Description جدید باشد که روی 475 موجود نیست، ممکن است دستگاه نتواند تمام قابلیت‌های آن تجهیز را نمایش دهد.

برای پروژه‌های جدید، استفاده از Trex گزینه مطمئن‌تری است.

 

آیا می‌توان HART Communicator را به هر ترانسمیتر 4-20 mA وصل کرد؟

خیر.

صرفاً 4-20 mA بودن یک تجهیز به معنای HART بودن آن نیست.

برای استفاده از HART Communicator، تجهیز باید پروتکل HART را پشتیبانی کند.

در یک HART Loop، سیگنال دیجیتال HART روی سیگنال آنالوگ 4-20 mA قرار می‌گیرد و Communicator از همین مسیر با تجهیز ارتباط برقرار می‌کند. (Emerson.com⁠)

 

آیا HART Communicator فقط برای Emerson است؟

خیر.

این نکته بسیار مهم است.

HART یک پروتکل استاندارد صنعتی است و Field Communicator های Emerson فقط محدود به تجهیزات خود Emerson نیستند.

به شرط وجود Device Description مناسب، می‌توان از آن‌ها برای بسیاری از تجهیزات برندهای دیگر نیز استفاده کرد.

برای مثال:

Endress+Hauser

Yokogawa

ABB

Siemens

SAMSON

Fisher

Rosemount

Metso

و بسیاری از تولیدکنندگان دیگر.

Emerson نیز برای 475 و Trex بر پشتیبانی از تجهیزات تولیدکنندگان مختلف تأکید کرده است. (Emerson.com⁠)

 

جمع‌بندی

خانواده Field Communicator های Emerson طی چند نسل تغییر بسیار زیادی کرده‌اند.

275 یک HART Communicator ساده و قابل اعتماد برای نسل اولیه تجهیزات هوشمند بود.

375 با اضافه کردن پشتیبانی FOUNDATION Fieldbus و رابط کاربری لمسی، مفهوم Field Communicator را گسترش داد.

475 این مسیر را با نمایشگر رنگی، Bluetooth، Diagnostic بهتر و پشتیبانی گسترده‌تر از تجهیزات ادامه داد و برای سال‌ها یکی از رایج‌ترین دستگاه‌های ابزار دقیق در جهان بود.

در نهایت AMS Trex این خانواده را به یک پلتفرم کامل برای Configuration، Maintenance و Troubleshooting تبدیل کرد.

امروزه اگر هدف خرید یک دستگاه برای پروژه جدید باشد، AMS Trex انتخاب اصلی در خانواده Emerson محسوب می‌شود؛ درحالی‌که 275، 375 و 475 بیشتر در تجهیزات موجود و سیستم‌های Legacy دیده می‌شوند.

از بین این نسل‌ها، 475 هنوز در بسیاری از صنایع بسیار شناخته‌شده است، اما Emerson آن را رسماً بازنشسته کرده و AMS Trex را به‌عنوان جایگزین آن معرفی کرده است.