Dérivations, troncs et terminateurs : construire correctement une boîte de jonction Foundation Fieldbus

Une analyse d’installation basée sur l’article d’instrumentationtools.com « Boîte de jonction 4-20mA ou boîte de jonction Fieldbus (FF) ».

Q : En quoi une boîte de jonction FF diffère-t-elle d’une boîte de jonction 4-20mA ?

Une boîte de jonction conventionnelle contient une barrette de raccordement, telle qu’un bornier sectionnable à couteau Phoenix Contact MTK, ainsi qu’une barre de terre. Les paires de terrain arrivent d’un côté, les câbles multipaires de liaison vers l’armoire de regroupement repartent de l’autre, et les blindages sont raccordés conformément à la philosophie du projet. Chaque paire est indépendante : le court-circuit d’une paire ne perturbe qu’une seule boucle.

Une boîte de jonction Foundation Fieldbus transporte un segment réseau. Elle comprend généralement des cartes de dérivation avec barrières, un ensemble de terminaison du trunk, une protection contre les surtensions et un terminateur. Une seule mauvaise connexion peut mettre hors service une douzaine d’instruments ; les installations FF doivent donc être réalisées par du personnel formé à la physique des segments, et pas seulement au serrage des bornes.

Q : Quel câble est la dérivation et lequel est le trunk ?

Le câble provenant d’un instrument de terrain est la dérivation. Le câble allant vers le système de contrôle, par exemple un module de communication FOUNDATION Fieldbus Yokogawa ALF111-S50 ou un dispositif de liaison FOUNDATION Fieldbus Allen-Bradley 1788-EN2FFR, est le trunk. Dans une architecture High Power Trunk, le trunk n’est pas SI et les dérivations sont à sécurité intrinsèque ; cette configuration mixte détermine l’ensemble de l’agencement du boîtier.

Q : Puis-je réacheminer le câblage interne sur site ?

Non. L’ensemble de terminaison du trunk est isolé par une plaque séparatrice, et les circuits SI et non-SI ne doivent pas partager le même espace ni les mêmes bornes. Le fournisseur câble le boîtier en usine dans le cadre de l’ensemble certifié. Sur site, l’ingénieur ne raccorde que les câbles des dérivations et du trunk sur les cartes.

Q : Combien de terminateurs un segment nécessite-t-il ?

Exactement un à chaque extrémité physique, et uniquement aux extrémités. Foundation Fieldbus est un bus codé Manchester, et les réflexions le perturbent. Deux terminateurs à une même extrémité dégradent le signal aussi fortement que l’absence de terminateur.

Q : Pourquoi la protection contre les surtensions est-elle si importante ?

Une dérivation qui monte le long d’une tour ou traverse un parc de réservoirs est exposée aux transitoires induits par la foudre. Un dispositif tel que le parafoudre Phoenix Contact TTC-6P-1X2-M-24DC-UT-I est installé en amont des composants électroniques sensibles des barrières, comme la barrière isolée MTL5516c. Réalisez le boîtier conformément au schéma de segment approuvé et n’ajoutez jamais une dérivation simplement pour adapter l’installation.

Q : Puis-je installer des multiplexeurs de température sur un segment Fieldbus ?

Oui. Le multiplexeur est installé dans son propre boîtier et se connecte à la boîte de jonction FF comme une seule dérivation, à la manière d’un transmetteur. Limitez chaque segment à un ou deux multiplexeurs, car leur interrogation est lente et un nombre excessif allonge le temps de cycle. Lors de la mise en service d’un projet Yokogawa CENTUM, trois boîtiers de multiplexeurs sur un même segment produisaient des taux de scrutation irréguliers. Le rééquilibrage à raison de deux par segment a résolu le problème en une après-midi.

Q : Quelle est la bonne séquence de raccordement ?

• Vérifier le schéma du segment : nombre de dérivations, longueurs de câbles, positions des terminateurs et adresses des appareils.
• Inspecter la plaque séparatrice afin que les dérivations SI et le trunk non-SI restent séparés.
• Raccorder d’abord le trunk, serrer les presse-étoupes au couple requis et vérifier le blindage ainsi que la continuité.
• Installer le terminateur à une seule extrémité du segment, puis vérifier la tension du bus.
• Raccorder les dérivations sur les cartes de barrières, respecter la polarité et ne jamais mélanger les voies des barrières.
• Mettre en service avec un communicateur : forme d’onde, nombre d’appareils et marge de bruit.

Q : Quelle maintenance permet de préserver les segments ?

Les défauts Fieldbus sont souvent d’origine mécanique. Des presse-étoupes desserrés, des infiltrations d’eau et la corrosion de la plaque de presse-étoupes déforment tous la forme d’onde. Vérifiez les bouchons d’aération et les voies d’évacuation dans les sites humides, assurez-vous que les modules de barrières sont du type approprié et conservez en stock une carte de dérivation et un jeu de terminateurs de rechange. Documentez chaque modification, car l’ajout d’un instrument modifie le bilan de puissance et la longueur du segment.

Conclusion et conseils pratiques

Une boîte de jonction FF est un équipement réseau installé dans un boîtier. Respectez la plaque séparatrice, installez un seul terminateur à chaque extrémité du segment, respectez la limite d’un à deux multiplexeurs et effectuez la mise en service en vous appuyant sur des preuves liées à la forme d’onde. Pour plus d’informations, consultez l’article comparatif d’instrumentationtools.com et les spécifications Foundation Fieldbus du FieldComm Group.

Auteur : He Jingchuan est ingénieur en automatisation industrielle et possède plus de 10 ans d’expérience dans les systèmes PLC, DCS et de contrôle.