Foundation Fieldbus H1: Сегментті жобалау және іске қосу

Өріс инженері үшін FF H1 сегментін жобалау бойынша нұсқаулық — қуат бюджетін есептеу, құрылғы мекенжайлау, функция блогын жоспарлау және байланыс ақауларын диагностикалау.

Foundation Fieldbus H1 неге маңызды

Foundation Fieldbus (FF) H1 өріс құрылғыларында функция блоктарын орындайды. PROFIBUS PA және HART тек өлшеу мәндерін тасымалдайды. Олар өрісте басқаруды орындамайды. Өрт және газ жүйесінде логиканы өріс құрылғысында орындау айналымдық кешігуді жояды. Басқару функциясы хостпен байланыс үзілгенде де жалғасады. Сондықтан FF H1 SIL-2 және SIL-3 шеңберлерінде әлі де қолданылады.

FF H1 сегментін жобалау қуат бюджетін есептеуді талап етеді. Бір сегмент бір негізгі қоректендіруден 4-тен 16-ға дейін құрылғыны қуаттандырады. Егер бюджет асып кетсе, алыс орналасқан құрылғылар қосылмайды. Emerson DeltaV және Yokogawa Stardom бүгінгі таңда FF H1 үшін ең кең таралған DCS платформалары болып табылады.

Қуат бюджетін есептеу

Кернеу төмендеуі сегменттің істен шығуының негізгі себебі. Сегмент 24–32 В тұрақты токта жұмыс істейді. Әр құрылғы 10–25 мА ток салады. Кабельдің кедергісі кернеудің төмендеуіне әкеледі. Құрылғыдағы кернеу 9 В DC-ден төмен болмауы керек, бұл FF H1 минимумы.

Орнату алдында бюджетті есептеңіз. Жалпы ток = құрылғылардың тыныш токтарының қосындысы + 10% маржа. Кернеу төмендеуі = жалпы ток × шеңбер кедергісі. Шеңбер кедергісі = 2 × кабель ұзындығы × метрге кедергі. 18 AWG бұралған жұп үшін кедергі 0.021 ом метрге. 200 метр және 12 құрылғы 15 мА токта болса, төмендеу 1.51 В. Құрылғыдағы кернеу 22.5 В, 9 В-ден әлдеқайда жоғары.

Қуат қосылғандағы токтың шарықтауын ескеріңіз. Кейбір құрылғылар қуат қосылғанда 50 миллисекундқа 50 мА ток салады. Жұмсақ іске қосу функциясы бар қуат реттегіш бір уақытта шарықтауды болдырмайды. Emerson KJ3002X1-BA1 және Yokogawa PW302 қуат реттегіштері сегментке 350 мА дейін шарықтауды шектейді.

Қадамдық іске қосу

1-қадам: Кабельдің үздіксіздігі мен оқшаулауын тексеру. 500 метр үшін шеңбер кедергісі 50 омнан кем болуы керек. Оқшаулау кедергісі 500 В-те 100 МОмнан жоғары болуы тиіс.

2-қадам: Қуат реттегішті қосу. Шығысты 24 В DC-қа орнатыңыз. Терминалдарда өлшеу — 24.0 ± 0.5 В DC болуы керек. 500 ом резисторды жүктеме ретінде қосыңыз. Кернеу 23.5 В-ден төмен түспеуі тиіс.

3-қадам: Құрылғыларды ең жақыннан ең алысына қосу. Әр құрылғыдан кейін 30 секунд күтіңіз. Сегмент токын тексеріңіз. Yokogawa YTA310 18 мА ток салады. Emerson 3051S FF 22 мА ток салады. Егер ток артпаса, сымдардың полярлығын тексеріңіз.

4-қадам: Тұрақты мекенжайларды тағайындау. Құрылғылар уақытша мекенжайлармен (17–254) қосылады. Тұрақты мекенжайларды 1–16 аралығында беріңіз. Әр құрылғы үшін Fieldbus Foundation тіркелімінен қабілет файлын (CFF) жүктеп алыңыз.

5-қадам: Функция блоктарын жоспарлау. Көптеген шеңберлер үшін макроциклді 500 мс, жылдам шеңберлер үшін 100 мс етіп орнатыңыз. Орындау тәртібін тексеріңіз: алдымен кіріс блоктары, кейін басқару блоктары, соңында шығыс блоктары.

Байланыс ақауларын диагностикалау

Толық сегмент істен шығуы құрылғылардың ешқайсысы байланыспайды дегенді білдіреді. Қуат реттегіштің қызыл LED шамын тексеріңіз — қызыл шам артық ток немесе қысқа тұйықталуды көрсетеді. Барлық құрылғыларды ажыратып, жерге кедергіні өлшеңіз. 1000 омнан төмен болса, қысқа тұйықталу бар. Қосылу қораптарында су кіргенін тексеріңіз.

Құрылғылардың аралас үзілулері ең қиын ақау. Құрылғыдағы сегмент кернеуін мультиметрмен тексеріңіз. 12 В-ден төмен болса, аралас қайта жүктелу болады. Егер кернеу жеткілікті болса, VFD кедергісін тексеріңіз. FF H1 кабелін VFD кабельдерінен кемінде 300 мм қашықтықта жүргізіңіз.

Терминатор резисторын тексеру: FF H1 әр ұшында 100 омдық терминатор қажет. Қуат реттегіште кіріктірілген терминатор бар. Алыс ұштағы терминатор — ауа райына төзімді қораптағы 100 ом резистор. Қуат реттегіш ажыратылғанда сегмент бойынша тұрақты ток кедергісін өлшеңіз — ол 50 ом болуы керек (екі 100 ом резистор параллель жалғанған).

Функция блогы қателері DCS жүйесінде «Block Alarm» ретінде көрінеді. Макроцикл пайдалануын тексеріңіз. Егер ол 80%-дан асса, функция блоктарын азайтыңыз немесе макроцикл уақытын ұлғайтыңыз. Баяу құрылғыларды ауыстырыңыз немесе олардың блоктарын DCS-ке ауыстырыңыз.

Қорытынды және іс-әрекетке кеңес

Foundation Fieldbus H1 сегменттері мұқият қуат бюджетін жобалауды, дұрыс функция блогын жоспарлауды және кабельді дұрыс жүргізуді талап етеді. Ең алыс құрылғы үшін кернеу төмендеуін есептеңіз. Жұмсақ іске қосу функциясы бар қуат реттегішті пайдаланыңыз. Блоктарды кіріс-басқару-шығыс тәртібімен жоспарлаңыз. Әр зауыт аймағы үшін қосымша FF H1 қуат реттегіш пен терминатор сақтаңыз.