Yokogawa Centum VP konfiguráció: HART protokoll integráció megvalósítása a terepi műszerezéshez
A HART protokoll alapjai a Yokogawa rendszerekben
A HART (Highway Addressable Remote Transducer) protokoll továbbra is a legszélesebb körben alkalmazott terepi kommunikációs protokoll az intelligens terepi műszerezéshez. A protokoll egyidejűleg működik a 4-20mA analóg jelekkel ugyanazon a vezetékezésen. Ez lehetővé teszi a digitális kommunikációt anélkül, hogy ki kellene cserélni a meglévő analóg infrastruktúrát. A Yokogawa Centum VP DCS dedikált I/O modulokon keresztül támogatja a HART protokoll integrációját.
A Yokogawa ALF111 vagy SFC9 modulok HART modem funkciót biztosítanak a Centum VP számára. Ezek a modulok csatlakoznak a HART terepi eszközökhöz a 4-20mA áramhurkokon. Egyetlen HART csatorna több eszközzel is kommunikálhat burst módban. Azonban a multi-drop konfigurációk csökkentik az analóg jel sávszélességét. A legtöbb alkalmazás pont-pont kapcsolást használ a teljes HART képességhez.
A FOUNDATION Fieldbus (FF) alternatív digitális busz protokollt kínál fejlett terepi műszerezéshez. A Yokogawa FF híd modulokat biztosít, amelyek a Centum VP-vel FOUNDATION Fieldbus HSE (High Speed Ethernet) interfészen keresztül kapcsolódnak. Ez az útmutató mind a HART integrációt, mind a HART és FOUNDATION Fieldbus megvalósítások közötti különbségeket tárgyalja.
Centum VP HART eszköz integráció lépései
1. lépés: Ellenőrizze, hogy a HART modem modul (ALF111) telepítve van-e a Centum VP I/O szekrényben. Győződjön meg róla, hogy a modul állapotjelzője normál működést jelez, hibajelzés nélkül.
2. lépés: Indítsa el a Centum VP Engineering Studio-t (CS Designer), és nyissa meg az I/O hozzárendelés ablakot. Határozza meg a HART csatorna paramétereit, beleértve a hurokcímet és a lekérdezési intervallumot.
3. lépés: Konfigurálja az elsődleges változó (PV) leképezést. Térképezze a 4-20mA analóg bemenetet a HART eszköz elsődleges változójára. Rendelje hozzá a másodlagos, harmadlagos és negyedleges változókat, ha az eszköz támogatja azokat.
4. lépés: Határozza meg az eszközspecifikus HART parancsokat kalibrációhoz és diagnosztikához. A Yokogawa HART DD (Device Description) könyvtárának tartalmaznia kell az adott eszköztípust. Szükség esetén töltse le a gyártótól további DD fájlokat.
5. lépés: Konfigurálja a FOUNDATION Fieldbus híd modulokat (ha alkalmazható) a funkcióblokkok paramétereinek hozzárendelésével. Helyezze az AI (Analóg Bemenet) funkcióblokkot az 1. slotba. Csatlakoztassa az IO_OUT terminált a vezérlési stratégia csatorna blokkjához.
6. lépés: Töltse le az I/O konfigurációt a terepi vezérlőállomásra (FCS). Lépjen online állapotba, és ellenőrizze, hogy a HART eszköz válaszol-e a szabványos parancsokra. Ellenőrizze az eszköz állapotát a Centum VP működési ablakában.
7. lépés: Végezze el a hurokellenőrzést a HART digitális érték és az analóg milliampere olvasás összehasonlításával. Ha a különbség meghaladja a 0,5%-ot, az kalibrációs eltérésre vagy vezetékezési problémára utal.
HART vagy FOUNDATION Fieldbus: a megfelelő választás
A HART és a FOUNDATION Fieldbus közötti választás megértést igényel alapvető különbségeikről. A HART digitális kommunikációt biztosít a meglévő 4-20mA vezetékezésen. Ez ideálissá teszi a HART-ot a régi telepítések okos adókkal történő korszerűsítéséhez. A protokoll támogatja az egyedi pont-pont és a multi-drop konfigurációkat. A maximális kábelhossz a hurok ellenállásától és a tápegység feszültségétől függ.
A FOUNDATION Fieldbus valódi digitális busz kommunikációt kínál több eszközzel egyetlen kábel szegmensen. A protokoll támogatja a robbanásbiztos (IS) telepítéseket veszélyes területeken. Az FF 31,25 kbps fizikai réteget használ IS alkalmazásokhoz. A nagysebességű FF HSE (High Speed Ethernet) 100 Mbps sebességgel működik kritikus vezérlési funkciókhoz.
Ezen túlmenően a FOUNDATION Fieldbus lehetővé teszi az elosztott vezérlést, ahol a funkcióblokkok a terepi eszközökben futnak. Ez csökkenti a vezérlő terhelését és javítja a rendszer válaszidejét. A HART a DCS-re támaszkodik az összes vezérlési számításhoz. Az FF automatikus kalibrációt és eszközkezelési funkciókat is támogat, amelyek beépítettek a protokoll specifikációba.
Ugyanakkor a FOUNDATION Fieldbus összetettebb mérnöki munkát és dedikált szegmens tápegységeket igényel. A telepítési költség jelentősen meghaladja a HART pont-pont vezetékezését. Egyszerű megfigyeléshez és alapvető vezérléshez a HART megfelelő funkcionalitást nyújt alacsonyabb megvalósítási bonyolultsággal.
Gyakorlati konfiguráció: Emerson HART adó Yokogawa Centum VP-vel
Ebben a gyakorlati példában egy Emerson 3051S HART nyomásadót integrálunk egy Yokogawa Centum VP rendszerbe. Az adó a kazán táplálóvíz nyomását méri egy erőműi kazántápláló alkalmazásban.
Először ellenőrizzük az adó vezetékezését az ALF111 modulhoz. A pozitív terminál csatlakozik a modul csatorna termináljához. A negatív terminál a záron keresztül visszatér a tápegység negatív sínjére. Másodszor, konfiguráljuk a HART eszközcímet az Emerson 475 HART Kommunikátorral. Állítsa az eszközcímet 0-ra pont-pont működéshez. Állítsa a hurokáram módot „Engedélyezett”-re, hogy egyszerre működjön a 4-20mA és a HART kommunikáció. Jegyezze fel az eszköz azonosítóját „PIT-501” és a sorozatszámot dokumentációhoz.
Harmadszor, konfiguráljuk a Centum VP-t a HART változók olvasására. A CS Designer-ben adjunk hozzá egy új HART csatornát, és rendeljük az ALF111 slothoz. Leképezzük a PV-t (nyomás) az első HART változóra, az érzékelő hőmérsékletét a második változóra. Beállítjuk a műszaki egységeket PSI-re nyomásnál és °F-re hőmérsékletnél.
Negyedszer, ellenőrizzük a konfigurációt az online trend megtekintésével. A nyomásértéknek 0,1%-on belül kell követnie az Emerson 475 kommunikátor olvasatát. Bármilyen eltérés kalibrációs problémára vagy helytelen egységkonverzióra utal a HART adatleképezésben. Az ellenőrzés után létrehozunk egy kezelői felületet, amely mind a nyomás, mind a hőmérséklet értékeket mutatja.
Következtetés és javaslatok
A Yokogawa Centum VP megbízható támogatást nyújt mind a HART, mind a FOUNDATION Fieldbus protokollokhoz. A sikeres integráció gondos figyelmet igényel a vezetékezésre, az eszközkonfigurációra és a DD fájlok kezelésére. Használja az ebben az útmutatóban található lépésről lépésre eljárásokat a megbízható terepi kommunikáció megvalósításához.
Ezért mindig tartson naprakész biztonsági mentéseket az eszközkonfigurációkról és a DD könyvtárakról. Ütemezzen rendszeres ellenőrzéseket a HART kommunikáció integritására. Képezze ki az üzemeltetőket a Centum VP-ben elérhető HART eszközkezelési funkciókra. Végül, bonyolult FOUNDATION Fieldbus szegmens tervek esetén konzultáljon a Yokogawa műszaki támogatásával veszélyes területeken.
Szerző: Wang Fang, ipari automatizálási szakértő, 11 éves tapasztalattal a Yokogawa DCS platformok, terepi műszerezés és folyamatvezérlés optimalizálás területén erőművi létesítmények számára.
