Foundation Fieldbus H1: Seqmentin Dizaynı və İşə Salınması

Foundation Fieldbus H1 Niyə Vacibdir

Foundation Fieldbus (FF) H1 sahə cihazları daxilində funksiya bloklarını icra edir. PROFIBUS PA və HART yalnız ölçmə dəyərlərini daşıyır — onlar sahədə nəzarət funksiyasını icra etmirlər. Yanğın və Qaz sistemində, sahə cihazında məntiqi icra etmək geri dönüş gecikməsini aradan qaldırır. Əgər hostla əlaqə kəsilərsə belə, nəzarət funksiyası davam edir. Buna görə də FF H1 hələ də SIL-2 və SIL-3 dövrləri üçün təyin edilir.

FF H1 seqment dizaynı enerji büdcəsinin hesablanmasını tələb edir. Bir seqment bir əsas təchizatdan 4-dən 16-ya qədər cihazı enerji ilə təmin edir. Əgər büdcə aşılırsa, uzaqdakı cihazlar işə düşməyəcək. Emerson DeltaV və Yokogawa Stardom bu gün FF H1 üçün ən çox istifadə olunan iki DCS platformasıdır. Yokogawa ALF111-S00 Kommunikasiya Modulu Yokogawa CENTUM DCS sistemləri üçün Foundation Fieldbus H1 interfeysini təmin edir, Yokogawa NFPW444-10 Güc Təchizatı Modulu isə sabit FF H1 əməliyyatı üçün tələb olunan tənzimlənmiş 24 V DC seqment gücünü təmin edir.

Enerji Büdcəsinin Hesablanması

Gərginlik düşməsi seqmentin uğursuzluğunun əsas səbəbidir. Seqment nominal olaraq 24–32 V DC-də işləyir. Hər cihaz 10–25 mA cərəyan çəkir. Cihazdakı gərginlik FF H1 minimumu olan 9 V DC-dən aşağı düşməməlidir.

Quraşdırmadan əvvəl büdcəni hesablayın: Ümumi cərəyan = cihazların sakit cərəyanlarının cəmi + 10% ehtiyat. Gərginlik düşməsi = ümumi cərəyan × dövrə müqaviməti. Dövrə müqaviməti = 2 × kabel uzunluğu × metrə görə müqavimət. 18 AWG bükülü cüt üçün müqavimət metrə 0.021 ohm-dur. 200 metr və 12 cihaz üçün hər biri 15 mA cərəyan çəkirsə, düşmə 1.51 V olur — cihaz gərginliyi 22.5 V, yəni 9 V-dən xeyli yuxarıdır.

Başlanğıc cərəyanını nəzərə alın: bəzi cihazlar işə düşərkən 50 millisekund ərzində 50 mA cərəyan çəkir. Yumşaq başlama funksiyası olan güc tənzimləyicisi eyni anda başlanğıc cərəyanını qarşısını alır. Emerson KJ3002X1-BA1 və Yokogawa PW302 hər ikisi seqment başına 350 mA ilə başlanğıc cərəyanını məhdudlaşdıran yumşaq başlama funksiyasına malikdir.

Addım-Addım İşə Salma

• 1-ci addım: Kabelin davamlılığını və izolyasiyasını yoxlayın. 500 metr üçün dövrə müqaviməti 50 ohmdan az olmalıdır. İzolyasiya müqaviməti 500 V-da 100 MΩ-dan çox olmalıdır.
• 2-ci addım: Güc tənzimləyicisini qoşun. Çıxışı 24 V DC-yə təyin edin. Terminalda ölçün — 24.0 ± 0.5 V DC olmalıdır. Yükü simulyasiya etmək üçün 500 ohm rezistor qoşun. Gərginlik 23.5 V-dən aşağı düşməməlidir.
• 3-cü addım: Cihazları ən yaxın olandan uzağa doğru qoşun. Hər qoşmadan sonra 30 saniyə gözləyin. Seqment cərəyan oxunuşunu yoxlayın. Yokogawa YTA310 18 mA, Emerson 3051S FF 22 mA cərəyan çəkir. Cərəyan artmırsa, naqil polaritesini yoxlayın.
• 4-cü addım: Daimi ünvanlar təyin edin. Cihazlar müvəqqəti ünvanlarla (17–254) işə düşür. Daimi ünvanlar 1–16 təyin edin. Hər cihaz üçün Fieldbus Foundation reyestrindən qabiliyyət faylını (CFF) yükləyin.
• 5-ci addım: Funksiya bloklarını planlaşdırın. Əksər dövrlər üçün makrosikli 500 ms, sürətli dövrlər üçün 100 ms təyin edin. İcra ardıcıllığını yoxlayın: əvvəlcə giriş blokları, sonra nəzarət blokları, sonra çıxış blokları.

Əlaqə Xətalarının Diaqnostikası

• Ümumi seqment uğursuzluğu: Heç bir cihaz əlaqə saxlamır. Güc tənzimləyicisinin LED işığını yoxlayın — qırmızı işıq həddindən artıq cərəyan və ya qısaqapanmanı göstərir. Bütün cihazları ayırın və torpağa müqaviməti ölçün. 1000 ohmdan aşağı qısaqapanmanı göstərir. Qoşulma qutularında su sızmasını yoxlayın.
• Aralıq cihaz düşmələri: Multimetr ilə cihazdakı seqment gərginliyini yoxlayın. 12 V-dən aşağı gərginlik aralıq sıfırlanmaya səbəb olur. Gərginlik kifayət edirsə, VFD müdaxiləsini yoxlayın — FF H1 kabelini VFD kabellərindən ən azı 300 mm uzaqda yerləşdirin.
• Terminasiya müqaviməti xətası: FF H1 hər iki ucdan 100 ohm terminasiya tələb edir. Güc tənzimləyicisi daxili terminatora malikdir. Güc tənzimləyicisi ayırıldıqda seqment boyunca DC müqaviməti ölçün — 50 ohm (iki 100 ohm rezistor paralel) olmalıdır. Hər hansı sapma terminatorun itməsi və ya zədələnməsini göstərir.
• Funksiya bloku xətaları: DCS-də “Block Alarm” kimi görünür. Makrosikl istifadəsini yoxlayın. 80%-dən çoxdursa, funksiya bloklarını azaldın və ya makrosikl müddətini artırın. Yavaş cihazları dəyişdirin və ya bloklarını DCS-ə köçürün.

Nəticə və Tövsiyələr

Foundation Fieldbus H1 seqmentləri diqqətli enerji büdcəsi dizaynı, düzgün funksiya bloku planlaşdırması və düzgün kabel yerləşdirilməsi tələb edir. Ən uzaq cihaz üçün gərginlik düşməsini hesablayın. Yumşaq başlama funksiyası olan güc tənzimləyicisi istifadə edin. Blokları giriş-nəzarət-çıxış ardıcıllığında planlaşdırın. Hər zavod sahəsi üçün ehtiyat FF H1 güc tənzimləyicisi və terminator saxlayın. Yaxşı dizayn edilmiş FF H1 seqmenti ənənəvi 4–20 mA dövrələrindən fərqli olaraq sahə səviyyəsində nəzarət dayanıqlığı təmin edir.

Müəllif: Weijia Chen, PLC, DCS və nəzarət sistemləri sahəsində 10 ildən çox təcrübəsi olan sənaye avtomatlaşdırma mühəndisidir.