الفروع والكابلات الجذعية والمنهِيات: بناء صندوق توصيل Foundation Fieldbus بالطريقة الصحيحة
مراجعة تركيب تستند إلى مقال instrumentationtools.com بعنوان "صندوق توصيل 4-20mA مقابل صندوق توصيل Fieldbus (FF)".
س: كيف يختلف صندوق توصيل FF عن صندوق توصيل 4-20mA؟
يحتوي صندوق التوصيل التقليدي على شريط توصيل، مثل كتلة التوصيل ذات الفصل بالسكين Phoenix Contact MTK، وقضيب تأريض. تُوصَل أزواج الحقل من جهة، وتخرج كابلات متعددة الأزواج من الجهة الأخرى إلى خزانة التجميع، وتنتهي الشاشات وفق فلسفة المشروع. كل زوج مستقل، لذلك يؤدي قصر زوج واحد إلى إفساد حلقة واحدة.
يحمل صندوق توصيل Foundation Fieldbus مقطع شبكة. توقّع وجود لوحات تفريع مزودة بحواجز، وتجميعة إنهاء للجذع، وحماية من زيادة التيار، ووحدة إنهاء. يمكن لوصلة واحدة معيبة أن توقف عمل اثني عشر جهازًا، لذلك يجب تنفيذ تركيبات FF بواسطة أشخاص مدرّبين على فيزياء المقاطع، وليس فقط على إحكام أطراف التوصيل.
س: أي كابل هو التفريع وأيهما هو الجذع؟
الكابل القادم من جهاز الحقل هو التفريع. أما الكابل المتجه إلى نظام التحكم، مثل وحدة اتصالات FOUNDATION Fieldbus Yokogawa ALF111-S50 أو جهاز الربط Foundation Fieldbus Allen-Bradley 1788-EN2FFR، فهو الجذع. في تصميم الجذع عالي القدرة، يكون الجذع غير آمن جوهريًا وتكون التفريعات آمنة جوهريًا، وهذه الحالة المختلطة تحدد تخطيط الصندوق بالكامل.
س: هل يمكنني إعادة توجيه التوصيلات الداخلية في الموقع؟
لا. تُعزل تجميعة إنهاء الجذع بواسطة لوح فاصل، ويجب ألا تشترك دوائر IS والدوائر غير IS في المساحة أو أطراف التوصيل. يوصّل المورد الصندوق في المصنع باعتباره جزءًا من التجميعة المعتمدة. ولا يوصّل مهندس الموقع إلا كابلات التفريعات والجذع باللوحات.
س: كم عدد وحدات الإنهاء التي يحتاجها المقطع؟
وحدة واحدة بالضبط عند كل نهاية فعلية، وفقط عند النهايتين. إن Foundation Fieldbus ناقل مشفّر بطريقة مانشستر، والانعكاسات تعطل عمله. وجود وحدتي إنهاء عند طرف واحد يدهور الإشارة بالسوء نفسه تقريبًا الذي يسببه غيابهما.
س: لماذا تكتسب الحماية من زيادة التيار هذه الأهمية؟
إن تفريعًا يصعد برجًا أو يعبر مزرعة خزانات يكون عرضة للنبضات العابرة الناجمة عن البرق. ويُركّب جهاز مثل واقي زيادة التيار Phoenix Contact TTC-6P-1X2-M-24DC-UT-I قبل إلكترونيات الحاجز الحساسة مثل الحاجز المعزول MTL5516c. نفّذ الصندوق وفق مخطط المقطع المعتمد، ولا تضف تفريعًا لمجرد ملاءمة العمل.
س: هل يمكنني تركيب أجهزة تعدد إرسال درجات الحرارة على مقطع Fieldbus؟
نعم. يُركّب جهاز تعدد الإرسال في صندوقه الخاص ويتصل بصندوق توصيل FF باعتباره تفريعًا واحدًا، مثل جهاز الإرسال. حدّد كل مقطع بجهازي تعدد إرسال كحد أقصى، لأنهما يستطلعان ببطء، وكثرتهما تطيل زمن الدورة. في مشروع Yokogawa CENTUM أشرفت على تشغيله، أدت ثلاثة صناديق لتعدد الإرسال على مقطع واحد إلى معدلات مسح غير متساوية. وأدى إعادة التوزيع إلى جهازين لكل مقطع إلى حل المشكلة خلال فترة بعد الظهر.
س: ما تسلسل الإنهاء الصحيح؟
- تحقق من مخطط المقطع: عدد التفريعات، وأطوال الكابلات، ومواضع وحدات الإنهاء، وعناوين الأجهزة.
- افحص اللوح الفاصل للتأكد من بقاء تفريعات IS والجذع غير IS منفصلين.
- وصّل الجذع أولًا، وأحكم ربط مداخل الكابلات بالعزم المحدد، وتأكد من الشاشة والاستمرارية.
- ركّب وحدة الإنهاء عند طرف واحد من المقطع فقط، ثم افحص جهد الناقل.
- وصّل التفريعات بلوحات الحواجز، وراعِ القطبية، ولا تخلط قنوات الحواجز مطلقًا.
- نفّذ التشغيل باستخدام جهاز اتصال: شكل الموجة، وعدد الأجهزة، وهامش الضوضاء.
س: ما الصيانة التي تحافظ على استمرار عمل المقاطع؟
تختبئ أعطال Fieldbus في المكونات الميكانيكية. فمداخل الكابلات غير المحكمة، وتسرب المياه، وتآكل لوحة مداخل الكابلات، كلها تشوه شكل الموجة. افحص سدادات التهوية ومسارات التصريف في المواقع الرطبة، وتحقق من أن وحدات الحواجز من النوع الصحيح، واحتفظ بلوحة تفريع احتياطية ومجموعة وحدات إنهاء على الرف. وثّق كل تغيير، لأن إضافة جهاز واحد تغيّر ميزانية القدرة وطول الكابل.
الخلاصة ونصائح التنفيذ
صندوق توصيل FF هو عتاد شبكي داخل حاوية. احترم اللوح الفاصل، وأنهِ التوصيل مرة واحدة عند كل نهاية للمقطع، والتزم بحد جهاز إلى جهازين لتعدد الإرسال، ونفّذ التشغيل مع توثيق لشكل الموجة. للمزيد من المعلومات، راجع مقال المقارنة على instrumentationtools.com ومواصفات Foundation Fieldbus الصادرة عن FieldComm Group.
المؤلف: هي جينغتشوان مهندس أتمتة صناعية يتمتع بخبرة تزيد على 10 سنوات في أنظمة PLC وDCS وأنظمة التحكم.
