Tüskék, törzskábelek és lezárók: Foundation Fieldbus elosztódobozának szakszerű kialakítása

Az instrumentationtools.com „4-20mA Junction Box versus Fieldbus (FF) Junction Box” című cikkén alapuló telepítési áttekintés.

K: Miben különbözik egy FF csatlakozódoboz a 4-20mA csatlakozódoboztól?

A hagyományos csatlakozódoboz tartalmaz egy sorkapocssort, például egy Phoenix Contact MTK késes leválasztó sorkapcsot, valamint egy földelősínt. A terepi érpárok az egyik oldalon csatlakoznak, a másik oldalon pedig többpáros törzskábelek indulnak a rendezőszekrényhez, az árnyékolások pedig a projektben meghatározott elvek szerint csatlakoznak. Minden érpár független, ezért egy zárlatos érpár csak egy hurkot tesz működésképtelenné.

A Foundation Fieldbus csatlakozódoboz egy hálózati szegmenst hordoz. Számítson korlátokkal ellátott leágazókártyákra, törzsvégződési egységre, túlfeszültség-védelemre és lezáróelemre. Egyetlen hibás csatlakozás akár egy tucat műszert is leállíthat, ezért az FF-telepítéseket olyan munkatársakra bízza, akik ismerik a szegmensfizikát, nem csak a sorkapcsok meghúzását.

K: Melyik kábel a leágazó, és melyik a törzskábel?

A terepi műszertől érkező kábel a leágazó. A vezérlőrendszer felé tartó kábel - például egy Yokogawa ALF111-S50 FOUNDATION Fieldbus kommunikációs modul vagy egy Allen-Bradley 1788-EN2FFR összekapcsoló eszköz felé - a törzskábel. Nagy teljesítményű törzsvezetékes kialakításnál a törzsvezeték nem gyújtószikramentes, a leágazók viszont gyújtószikramentesek, és ez a vegyes feltétel határozza meg a teljes szekrényelrendezést.

K: Átirányíthatom a belső vezetékezést a helyszínen?

Nem. A törzsvégződési egységet elválasztólemez választja el, a gyújtószikramentes és a nem gyújtószikramentes áramkörök pedig nem osztozhatnak ugyanazon a téren vagy sorkapcsokon. A szállító a dobozt a gyárban, a tanúsított szerelvény részeként vezetékezi be. A helyszíni mérnök csak a leágazó- és törzskábeleket csatlakoztatja a kártyákon.

K: Hány lezáróelemre van szüksége egy szegmensnek?

Pontosan egyre mindkét fizikai végén, és csak a végeken. A Foundation Fieldbus Manchester-kódolású busz, és a visszaverődések tönkreteszik a jelet. Ha két lezáróelem kerül ugyanarra a végre, az ugyanolyan mértékben rontja a jelet, mint a lezáróelemek teljes hiánya.

K: Miért ennyire fontos a túlfeszültség-védelem?

Egy toronyra felvezetett vagy egy tartályparkon átvezetett leágazó vonzza a villám okozta tranziens túlfeszültségeket. Egy olyan eszköz, mint a Phoenix Contact TTC-6P-1X2-M-24DC-UT-I túlfeszültség-levezető, az érzékeny korlátelektronika, például az MTL5516c leválasztott korlát előtt helyezkedik el. A dobozt a jóváhagyott szegmensrajz szerint építse ki, és soha ne adjon hozzá leágazót pusztán azért, hogy egy munkát meg lehessen valósítani.

K: Csatlakoztathatok hőmérséklet-multiplexereket egy Fieldbus-szegmenshez?

Igen. A multiplexer a saját dobozába kerül, és egyetlen leágazóként csatlakozik az FF-csatlakozódobozhoz, ugyanúgy, mint egy távadó. Korlátozza a multiplexerek számát szegmensenként egyre vagy kettőre, mert lassan kérdezik le az adatokat, és a túl sok eszköz megnöveli a ciklusidőt. Egy Yokogawa CENTUM-projekten, amelyet üzembe helyeztem, három multiplexer-doboz egy szegmensen egyenetlen lekérdezési sebességet eredményezett. A szegmensek két multiplexeres kiegyensúlyozása egy délután alatt megoldotta a problémát.

K: Mi a megfelelő végződési sorrend?

• Ellenőrizze a szegmensrajzot: a leágazók számát, a kábelhosszakat, a lezáróelemek helyét és az eszközcímeket.
• Vizsgálja meg az elválasztólemezt, hogy a gyújtószikramentes leágazók és a nem gyújtószikramentes törzsvezeték elkülönüljenek.
• Először csatlakoztassa a törzsvezetéket, húzza meg a tömszelencéket, majd ellenőrizze az árnyékolást és a folytonosságot.
• Csak a szegmens egyik végére szerelje fel a lezáróelemet, majd ellenőrizze a buszfeszültséget.
• A leágazókat a korláttáblákon csatlakoztassa, ügyeljen a polaritásra, és soha ne keverje a korlátcsatornákat.
• Üzembe helyezéskor kommunikátorral ellenőrizze a hullámformát, az eszközök számát és a zajtartalékot.

K: Milyen karbantartással tarthatók működésben a szegmensek?

A Fieldbus-hibák gyakran mechanikai eredetűek. A laza tömszelencék, a vízbehatolás és a tömszelencelemez korróziója egyaránt torzítja a hullámformát. Párás helyszíneken ellenőrizze a szellőződugókat és a leeresztési útvonalakat, győződjön meg róla, hogy a korláti modulok megfelelő típusúak, és tartson a polcon tartalék leágazókártyát és lezárókészletet. Minden változást dokumentáljon, mert egyetlen műszer hozzáadása is módosítja a teljesítménykeretet és a hosszt.

Összegzés és gyakorlati tanácsok

Az FF-csatlakozódoboz egy szekrénybe épített hálózati eszköz. Tartsa tiszteletben az elválasztólemezt, mindkét szegmensvégen csak egyszer alkalmazzon lezárást, tartsa be a multiplexerekre vonatkozó egy-kettő darabos korlátozást, és a hullámforma bizonyítékaival végezze az üzembe helyezést. Háttér-információkért tekintse meg az instrumentationtools.com összehasonlító cikkét és a FieldComm Group Foundation Fieldbus-specifikációit.

Szerző: He Jingchuan ipari automatizálási mérnök, több mint 10 éves tapasztalattal PLC-, DCS- és irányítástechnikai rendszerek terén.