Ответвления, магистрали и терминаторы: как правильно собрать распределительную коробку Foundation Fieldbus
Обзор монтажа на основе статьи instrumentationtools.com «Соединительная коробка 4-20 мА и соединительная коробка Fieldbus (FF): сравнение».
В: Чем соединительная коробка FF отличается от соединительной коробки 4-20 мА?
Обычная соединительная коробка содержит клеммную колодку, например клеммную колодку Phoenix Contact MTK с ножевым размыкателем, и шину заземления. Пары от полевых устройств подключаются с одной стороны, многопарные кабели, проложенные напрямую до шкафа, уходят к шкафу кроссировки с другой, а экраны подключаются в соответствии с принятой в проекте схемой. Каждая пара независима, поэтому короткое замыкание в одной паре нарушает работу одного контура.
Соединительная коробка Foundation Fieldbus обслуживает сетевой сегмент. В ней предусмотрены платы ответвлений с барьерами, узел оконечной нагрузки магистрали, защита от импульсных перенапряжений и терминатор. Одно плохое соединение может вывести из строя десяток приборов, поэтому монтаж FF должны выполнять специалисты, обученные физике сегментов, а не только затяжке клемм.
В: Как определить, какой кабель является ответвлением, а какой - магистралью?
Кабель от полевого прибора является ответвлением. Кабель, идущий к системе управления, например к коммуникационному модулю FOUNDATION Fieldbus Yokogawa ALF111-S50 или к устройству сопряжения Allen-Bradley 1788-EN2FFR, является магистралью. В конструкции с магистралью высокой мощности магистральная линия не является искробезопасной, а ответвления - искробезопасны; это сочетание определяет компоновку всего корпуса.
В: Можно ли изменить внутреннюю проводку на месте?
Нет. Узел оконечной нагрузки магистрали отделён разделительной перегородкой, а искробезопасные и неискробезопасные цепи не должны располагаться в одном пространстве или подключаться к одним клеммам. Поставщик выполняет проводку коробки на заводе как часть сертифицированной сборки. Полевой инженер подключает к платам только кабели ответвлений и магистрали.
В: Сколько терминаторов требуется сегменту?
Ровно по одному на каждом физическом конце и только на концах. Foundation Fieldbus - это шина с манчестерским кодированием, и отражения сигнала нарушают её работу. Два терминатора на одном конце ухудшают сигнал так же сильно, как и полное отсутствие терминаторов.
В: Почему защита от импульсных перенапряжений так важна?
Ответвление, поднимающееся на башню или проходящее через резервуарный парк, подвержено переходным процессам, вызванным молнией. Такое устройство, как ограничитель импульсных перенапряжений Phoenix Contact TTC-6P-1X2-M-24DC-UT-I, устанавливается перед чувствительной электроникой барьера, например гальванически изолированным барьером MTL5516c. Собирайте коробку в соответствии с утверждённой схемой сегмента и никогда не добавляйте ответвление только для того, чтобы вписаться в условия монтажа.
В: Можно ли устанавливать температурные мультиплексоры на сегмент Fieldbus?
Да. Мультиплексор устанавливается в отдельной коробке и подключается к соединительной коробке FF как одно ответвление, подобно преобразователю. Ограничивайте каждый сегмент одним или двумя мультиплексорами, поскольку они опрашиваются медленно, а слишком большое их количество увеличивает время цикла. На одном проекте Yokogawa CENTUM, который я вводил в эксплуатацию, три коробки мультиплексоров на одном сегменте обеспечивали неравномерную скорость сканирования. Перераспределение до двух мультиплексоров на сегмент устранило проблему за один день.
В: Какова правильная последовательность подключения?
- Проверьте схему сегмента: количество ответвлений, длины кабелей, положения терминаторов и адреса устройств.
- Осмотрите разделительную перегородку, чтобы искробезопасные ответвления и неискробезопасная магистраль оставались разделёнными.
- Сначала подключите магистраль, затяните кабельные вводы с требуемым моментом и проверьте экран и целостность цепи.
- Установите терминатор только на одном конце сегмента, затем проверьте напряжение на шине.
- Подключите ответвления к платам барьеров, соблюдайте полярность и никогда не смешивайте каналы барьеров.
- Выполните ввод в эксплуатацию с помощью коммуникатора: проверьте форму сигнала, количество устройств и запас по уровню помех.
В: Какое техническое обслуживание помогает поддерживать сегменты в рабочем состоянии?
Неисправности Fieldbus часто связаны с механическими проблемами. Ослабленные кабельные вводы, проникновение воды и коррозия монтажной плиты кабельных вводов искажают форму сигнала. На объектах с высокой влажностью проверяйте вентиляционные пробки и пути отвода влаги, убеждайтесь, что модули барьеров имеют правильный тип, и храните на складе запасную плату ответвлений и комплект терминаторов. Документируйте каждое изменение, поскольку добавление одного прибора изменяет энергетический баланс и длину сегмента.
Заключение и рекомендации
Соединительная коробка FF - это сетевое оборудование, размещённое внутри корпуса. Соблюдайте требования к разделительной перегородке, устанавливайте по одному терминатору на каждом конце сегмента, придерживайтесь ограничения в один-два мультиплексора и выполняйте ввод в эксплуатацию с подтверждением по форме сигнала. Дополнительные сведения см. в статье сравнения на сайте instrumentationtools.com и в спецификациях Foundation Fieldbus группы FieldComm Group.
Автор: Хэ Цзинчуань - инженер по промышленной автоматизации с более чем 10-летним опытом работы с PLC, DCS и системами управления.
