Protocolo hart

HART – Uma solução simples e de baixo custo de implantação para acesso às informações e configuração dos ativos de instrumentação.
Laura Gontijo Camelo – Engenheira Eletricista / Carlos Kreuzer – Engenheiro Eletricista
Schneider Electric do Brasil Ltda.

RESUMO
Com o advento de redes de campo eficientes, o uso de instrumentação inteligente popularizou-se. Foram criadas ferramentas de Gestãode Ativos de Instrumentação, que se consolidaram como aliadas na meta de redução de custos. O objetivo deste artigo é apresentar uma solução de acessibilidade aos Ativos de Instrumentação, simples e de baixo custo de implementação, possibilitando redução de downtime de planta industrial. O protocolo HART é utilizado na comunicação entre sistemas de tempo real, mas para controle de processo seu usoé limitado pela baixa taxa de atualização de variáveis.

1. INTRODUÇÃO
Um dos maiores desafios das equipes de manutenção industrial é a redução do downtime de planta. Para tal foram disponibilizadas novas tecnologias, redes de campo, e ferramentas para identificação, correção e rastreabilidade de problemas potenciais e reais – a Gestão de Ativos de Instrumentação. No entanto, fica uma questão:em parques industriais mais antigos, onde a instrumentação não está interligada em rede, como tirar proveito das funcionalidades de Gestão de Ativos? Para esta questão a resposta “padrão”, de substituição dos instrumentos, implica em altos custos, inviabilizando sua implantação. Entretanto, considerando que: • A maioria do parque instalado de instrumentação possui, independente do fabricante dosinstrumentos, tecnologia HART disponível sem custos adicionais; Algumas das funcionalidades da Gestão de Ativos • podem ser facilmente implementadas, a saber: o Telas para parametrização e configuração remota de instrumentos; o Telas para monitoração da condição operativa; o Arquivamento de todas as ações realizadas no instrumento via rede – documentação da estória do instrumento; o Diagnose defalha remota (logger de eventos e alarmes); o Banco de dados centralizado dos ativos de instrumentação: modelo, número de série, versão de firmware, parâmetros atuais, histórico de alterações; o Dentre outros; • A Schneider possui modulo HART com capacidade de gerir as informações disponíveis no protocolo, em interface ethernet, mantendo o sinal analógico para controle de processo; será apresentadoneste artigo uma solução de acesso remoto à instrumentação e gestão simplificada destes ativos, com baixo custo de implementação. A Figura 1 a seguir mostra a arquitetura básica para este tipo de solução. Figura 1 - Arquitetura básica - Solução Hart

2. PROTOCOLO HART 2.1 Introdução
O protocolo Hart foi introduzido pela Fisher Rosemount em 1980. Hart é um acrônimo de “Highway Addressable RemoteTransducer”. Em 1990 o protocolo foi aberto à comunidade e um grupo de usuários foi fundado. A grande vantagem oferecida por este protocolo é possibilitar o uso de instrumentos inteligentes em cima dos cabos 4-20 mA tradicionais. Como a velocidade é baixa, os cabos normalmente usados em instrumentação podem ser mantidos. Os dispositivos capazes de executarem esta comunicação híbrida sãodenominados smart.

2.2 O sinal Hart
O sinal Hart é modulado em FSK (Frequency Shift Key) e é sobreposto ao sinal analógico de 4..20 mA. Para transmitir 1 é utilizado um sinal de 1 mA pico a pico na freqüência de 1200 Hz e para transmitir 0 a freqüência de 2400 Hz é utilizada. A comunicação é bidirecional.

Figura 2 – Sinal Hart sobreposto ao sinal 4..20 mA

Este protocolo permite que além do valorda variável de processo, outros valores significativos sejam transmitidos para o instrumento como parâmetros, dados de configuração do dispositivo, dados de calibração e diagnóstico. De modo similar permite a leitura de informações do ativo em questão: fabricante, modelo, datas, etc. O sinal FSK é contínuo em fase, não impondo nenhuma interferência sobre o sinal analógico. A padronização...