Yokogawa Centum VP Конфигурациясы: Өріс аспаптары үшін HART протоколын біріктіруді жүзеге асыру

Yokogawa жүйелеріндегі HART протоколының негіздері

HART (Highway Addressable Remote Transducer) протоколы ақылды өріс аспаптары үшін ең кең таралған өріс байланыс протоколы болып табылады. Бұл протокол 4-20мА аналогтық сигналдармен бір уақытта бір сымда жұмыс істейді. Бұл сандық байланысқа баруға мүмкіндік береді, бар аналогтық инфрақұрылымды ауыстырмай. Yokogawa-ның Centum VP DCS жүйесі HART протоколын арнайы I/O модульдері арқылы қолдайды.

Yokogawa ALF111 немесе SFC9 модульдері Centum VP үшін HART модем функциясын қамтамасыз етеді. Бұл модульдер 4-20мА ток шеңберіндегі HART өріс құрылғыларына қосылады. Бір HART арнасы бірнеше құрылғымен жарылыс режимінде байланыса алады. Алайда, көпқабатты конфигурациялар аналогтық сигнал өткізу қабілетін төмендетеді. Көптеген қолданбалар толық HART мүмкіндігі үшін нүктеден-нүктеге қосылымдарды пайдаланады.

FOUNDATION Fieldbus (FF) өріс аспаптары үшін балама сандық автобус протоколын ұсынады. Yokogawa Centum VP-мен FOUNDATION Fieldbus HSE (Жоғары жылдамдықты Ethernet) арқылы интерфейс жасайтын FF көпір модульдерін ұсынады. Бұл нұсқаулықта HART интеграциясы және HART пен FOUNDATION Fieldbus арасындағы айырмашылықтар қарастырылады.

Centum VP HART құрылғысын интеграциялау қадамдары

1-қадам: Centum VP I/O шкафында HART модем модулі (ALF111) орнатылғанын тексеріңіз. Модульдің күй индикаторы қалыпты жұмыс істеп, ақау шамдары жоқ екенін растаңыз.

2-қадам: Centum VP Engineering Studio (CS Designer) бағдарламасын іске қосып, I/O тағайындау терезесін ашыңыз. HART арнасының параметрлерін, оның ішінде шеңбер мекенжайы мен сұрау интервалын анықтаңыз.

3-қадам: Негізгі айнымалыны (PV) баптаңыз. 4-20мА аналогтық кірісті HART құрылғысының негізгі айнымалысына сәйкестендіріңіз. Құрылғы қолдаса, екінші, үшінші және төртінші айнымалыларды да тағайындаңыз.

4-қадам: Калибрлеу және диагностика үшін құрылғыға тән HART командаларын анықтаңыз. Yokogawa-ның HART DD (Құрылғы сипаттамасы) кітапханасында нақты құрылғы түрі болуы керек. Қажет болса, құрылғы өндірушісінен қосымша DD файлдарын жүктеңіз.

5-қадам: FOUNDATION Fieldbus көпір модульдерін (қолданылса) функция блогының параметрлерін тағайындау арқылы баптаңыз. AI (Аналогтық кіріс) функция блогын 1-ші слотқа орналастырыңыз. IO_OUT терминалын басқару стратегиясындағы арна блогына қосыңыз.

6-қадам: I/O конфигурациясын өріс басқару станциясына (FCS) жүктеңіз. Онлайн режимге өтіп, HART құрылғысының стандартты командаларға жауап беретініне көз жеткізіңіз. Құрылғы күйін Centum VP операциялық терезесінде тексеріңіз.

7-қадам: Циклді тексеру үшін HART сандық мәнін аналогтық миллиамп оқылымымен салыстырыңыз. 0,5%-дан асатын айырмашылық калибрлеу ауытқуы немесе сымдардағы ақауды білдіреді.

HART пен FOUNDATION Fieldbus: дұрыс таңдау жасау

HART пен FOUNDATION Fieldbus арасынан таңдау олардың негізгі айырмашылықтарын түсінуді талап етеді. HART бар 4-20мА сымдарында сандық байланыс ұсынады. Бұл HART-ты ақылды бергіштермен ескі орнатуларды жаңарту үшін тамаша етеді. Протокол бір нүктеден-нүктеге немесе көпқабатты конфигурацияларды қолдайды. Максималды кабель ұзындығы шеңбер кедергісі мен қуат көзінің кернеуіне байланысты.

FOUNDATION Fieldbus бір кабель сегментінде бірнеше құрылғылармен шынайы сандық автобус байланысын қамтамасыз етеді. Протокол қауіпті аймақтарда ішкі қауіпсіз (IS) орнатуларды қолдайды. FF IS қолданбалары үшін 31,25 кбит/с физикалық қабатты пайдаланады. Жоғары жылдамдықты FF HSE (Жоғары жылдамдықты Ethernet) маңызды басқару функциялары үшін 100 Мбит/с жылдамдықта жұмыс істейді.

Сонымен қатар, FOUNDATION Fieldbus өріс құрылғыларында функция блоктарының орындалуымен таралған басқаруды қамтамасыз етеді. Бұл контроллер жүктемесін азайтып, жүйенің жауап беруін жақсартады. HART барлық басқару есептеулерін DCS-ке сенеді. FF автоматты калибрлеу және активтерді басқару функцияларын протокол спецификациясына енгізеді.

Алайда, FOUNDATION Fieldbus күрделі инженерлік жұмыстарды және арнайы сегмент қуат кондиционерлерін талап етеді. Орнату құны HART нүктеден-нүктеге сымдарынан айтарлықтай жоғары. Қарапайым мониторинг пен негізгі басқару үшін HART жеткілікті функционалдылықты төменірек іске асыру күрделілігімен ұсынады.

Практикалық баптау: Emerson HART бергішін Yokogawa Centum VP-мен біріктіру

Бұл практикалық мысалда Emerson 3051S HART қысым бергішін Yokogawa Centum VP жүйесімен біріктіреміз. Бергіш электр станциясының бу қазандығының су қысымын өлшейді.

Біріншіден, бергіштің ALF111 модуліне сымдарын тексереміз. Позитивті терминал модуль арнасының терминалына қосылады. Негативті терминал кедергіден өтіп, қуат көзінің негативті рельсіне оралады. Екіншіден, Emerson 475 HART Communicator арқылы HART құрылғы мекенжайын баптаймыз. Құрылғы мекенжайын нүктеден-нүктеге жұмыс үшін 0 деп орнатыңыз. Цикл ток режимін "Қосылған" деп баптап, 4-20мА және HART байланысын бір уақытта іске қосыңыз. Құрылғының тегін "PIT-501" және сериялы нөмірін құжаттау үшін жазып алыңыз.

Үшіншіден, Centum VP-де HART айнымалыларын оқу үшін баптау жасаймыз. CS Designer-де жаңа HART арнасын қосып, оны ALF111 слотына тағайындаймыз. PV (Қысым) бірінші HART айнымалысына, Сенсор температурасы екінші айнымалыға сәйкестендіріледі. Қысым үшін PSI, температура үшін DegF инженерлік бірліктерін орнатамыз.

Төртіншіден, онлайн трендті тексеру арқылы баптауды растаңыз. Қысым оқылымы Emerson 475 Communicator оқылымынан 0,1%-дан аспай қадағаланады. Кез келген айырмашылық калибрлеу мәселесін немесе HART деректерін сәйкестендірудегі қате бірлік түрлендіруін білдіреді. Тексеруден кейін операторға қысым мен температура мәндерін көрсететін бетше жасаймыз.

Қорытынды және іс-әрекетке кеңес

Yokogawa Centum VP HART және FOUNDATION Fieldbus протоколдарын сенімді қолдайды. Сәтті интеграция сымдарды, құрылғы баптауларын және DD файлдарын мұқият басқаруды талап етеді. Бұл нұсқаулықтағы кезең-кезеңмен процедураларды пайдаланып, сенімді өріс байланысын жүзеге асырыңыз.

Сондықтан құрылғы баптаулары мен DD кітапханаларының ағымдағы сақтық көшірмелерін үнемі сақтаңыз. HART байланысының тұтастығын мерзімді тексеруді жоспарлаңыз. Centum VP-де қолжетімді HART активтерін басқару функциялары бойынша операторларды оқытыңыз. Қауіпті аймақтардағы күрделі FOUNDATION Fieldbus сегменттерін жобалау үшін Yokogawa техникалық қолдауымен кеңесіңіз.

Автор: Ван Фанг — Yokogawa DCS платформаларында, өріс аспаптарында және электр энергетика нысандарында процесті басқаруды оңтайландыруда 11 жыл тәжірибесі бар өнеркәсіптік автоматтандыру маманы.