Profibus-DP tīkla izstrāde Yokogawa CENTUM VP: dublētas attālās I/O stratēģijas ar Honeywell Fieldbus integrāciju
Profibus-DP stratēģiskā nozīme mūsdienu DCS arhitektūrās
Profibus-DP joprojām ir pamattehnoloģija procesu automatizācijā. Tas apzīmē Process Field Bus — Decentralizētie perifērijas ierīces. Šis protokols pārvieto I/O moduļus no centrālajām vadības telpām uz lauka uzstādītām savienojumu kastēm. Viena RS-485 vītā pāra kabeļa vietā tiek izmantoti simtiem paralēlu 4-20 mA signālu vadu. Tas samazina uzstādīšanas izmaksas par 40 līdz 60 procentiem lielās naftas ķīmijas rūpnīcās.
Yokogawa CENTUM VP DCS nativā atbalsta Profibus-DP caur ALP121 saskarnes moduli. Honeywell Experion PKS piedāvā līdzīgu iespēju, izmantojot CC-PAOX01 Profibus vārteju. Abas platformas izmanto Profibus-DP, lai savienotu attālinātas I/O plauktus, kas izvietoti pa procesu vienībām. Viena CENTUM VP domēna ietvaros var pārvaldīt līdz 125 Profibus-DP vergu ierīcēm katrā segmentā.
Profibus-DP fiziskā slāņa izvēle: kabelis, terminācija un pārraides ātrums
Pirmkārt, izvēlieties pareizo kabeli. Profibus-DP prasa Type A kabeli saskaņā ar IEC 61158-2 standartu. Tam ir raksturīgā pretestība 150 omi un vadītāja šķērsgriezums vismaz 0,64 mm. Izmantojiet tikai violetā apvalkā esošu Profibus sertificētu kabeli. Nekad neaizstājiet to ar standarta Cat5e vai vispārēju RS-485 kabeli. Pretestības neatbilstības izraisa signāla atstarošanos, kas bojā datu rāmjus.
Otrkārt, pareizi terminējiet katru segmentu. Katram Profibus-DP segmentam nepieciešami tieši divi aktīvi terminācijas rezistori. Vienu novietojiet pie meistara gala, otru pie tālākā verga. Yokogawa ALP121 moduļiem ir iebūvēts terminācijas slēdzis. Ieslēdziet to, ja ALP121 ir segmenta galapunkts. Honeywell CC-PAOX01 vārtejām izmanto ārējos 9-polu D-sub terminatorus. Pārbaudiet termināciju ar Profibus testeri pirms nodošanas ekspluatācijā.
Pārraides ātruma izvēle tieši ietekmē segmenta garumu. Pie 1,5 Mbps maksimālais segments ir 200 metri. Pie 187,5 kbps var sasniegt 1000 metrus. Parastai etilēna krakera vienībai, kas stiepjas 400 metrus, izvēlieties 500 kbps drošības rezervi. Izmantojiet pastiprinātājus, lai pārsniegtu maksimālo garumu. Katrs pastiprinātājs pievieno jaunu segmentu ar savām terminācijas prasībām.
1. solis: Aprēķiniet kopējo kabeļa garumu no DCS skapja līdz tālākajam attālinātajam I/O korpusam.
2. solis: Izvēlieties pārraides ātrumu: 1,5 Mbps (maks. 200 m), 500 kbps (maks. 400 m), 187,5 kbps (maks. 1000 m).
3. solis: Uzstādiet aktīvu termināciju abos galos. Izmēriet DC pretestību starp A un B līnijām — tai jābūt aptuveni 110 omi.
GSD faila konfigurācija Yokogawa-Honeywell savietojamībai
Katrai Profibus-DP vergu ierīcei nepieciešams GSD fails. Šis elektroniskais datu lapas fails apraksta ierīces komunikācijas iespējas. Yokogawa nodrošina GSD failus visiem attālinātajiem I/O moduļiem. Honeywell piegādā GSD failus CC-PAOX01 vārtejai un pieslēgtajām HART I/O ierīcēm.
Tomēr GSD failu versiju neatbilstības izraisa konfigurācijas kļūmes. Turklāt bojāti GSD faili neļauj DP meistaram parametrizēt vergus. Pārbaudiet GSD failu versijas pirms importēšanas. Yokogawa CENTUM VP glabā GSD failus inženierijas datorā PROFIBUS sistēmas skatā. Honeywell Experion tos glabā Quick Builder datubāzē.
Tāpēc vienmēr lejupielādējiet jaunākos GSD failus no piegādātāja vietnes. Yokogawa publicē atjauninājumus savā Partneru portālā. Honeywell tos nodrošina caur HPS tehniskā atbalsta portālu. Pēc jauna GSD faila importēšanas pārveidojiet Profibus konfigurāciju CENTUM VP un atkārtoti lejupielādējiet to ALP121. Meistars tad pārparametrizē visus vergus nākamajā busa ciklā.
1. solis: CENTUM VP sistēmas skatā ar labo peles pogu noklikšķiniet uz PROFIBUS mapes un izvēlieties Importēt GSD failu.
2. solis: Atrodiet lejupielādēto .gsd vai .gsx failu. Apstipriniet, ka piegādātāja nosaukums un ierīces ID atbilst fiziskajam aparatūrai.
3. solis: Katram vergam piešķiriet unikālu stacijas adresi no 1 līdz 125. Izvairieties no adreses konfliktiem starp Yokogawa un Honeywell ierīcēm.
Redundants Profibus-DP: dubultkabeļu arhitektūra kritiskajiem procesiem
Procesu drošība prasa komunikācijas redundanci. Viena kabeļa bojājums nedrīkst izslēgt visu procesu vienību. Profibus-DP atbalsta divas redundances arhitektūras. Pirmā izmanto divus RS-485 kabeļus ar automātisku pārslēgšanos. Otrā izmanto Profibus PA pār MBP (Manchester Bus Powered) intrinsiski drošās zonās.
CENTUM VP ar diviem ALP121 moduļiem konfigurējiet Redundances režīmu PROFIBUS sistēmas īpašībās. Iestatiet pārslēgšanās laiku mazāku par 500 ms. Yokogawa ALP121 moduļi nepārtraukti uzrauga busa spriegumu. Ja primārā kabeļa spriegums nokrītas zem 3V DC, sistēma pārslēdzas uz sekundāro kabeli viena busa cikla laikā. Operatoriem tiek parādīts sistēmas trauksmes signāls CENTUM VP HIS stacijā.
Turklāt pārbaudiet kabeļu redundanci nodošanas laikā. Atvienojiet primāro Profibus kabeli pie meistara savienotāja. Pārbaudiet automātisko pārslēgšanos uz sekundāro kabeli. Pārliecinieties, ka visas vergu ierīces paliek tiešsaistē CENTUM VP sistēmas trauksmju skatā. Pieslēdziet primāro kabeli atpakaļ un pārliecinieties, ka sistēma atgriežas normālā darbībā bez busa atiestatīšanas. Visbeidzot, dokumentējiet pārslēgšanās laiku vietējās pieņemšanas testa atskaitē.
Nobeigums un ieteikumi darbībai
Profibus-DP joprojām ir izturīgs un izmaksu ziņā efektīvs lauka autobuss Yokogawa un Honeywell DCS arhitektūrām. Izmantojiet sertificētu Type A kabeli un pārbaudiet terminācijas ar busa testeri. Uzturiet GSD failus atjauninātus un versiju kontrolētus. Izvietojiet dubultkabeļu arhitektūru kritiskajām procesu vienībām. Testējiet pārslēgšanās uzvedību FAT un SAT laikā. Šīs prakses nodrošina daudzu gadu uzticamu darbību jūsu naftas ķīmijas rūpnīcā. Saglabājiet mūsu Profibus-DP konfigurācijas kontrolsarakstu nākamajam projektam.
Autors: Liu Jianfeng ir rūpnieciskās automatizācijas inženieris ar vairāk nekā 10 gadu pieredzi PLC, DCS un vadības sistēmās.
