Nhánh rẽ, đoạn dây trục và bộ kết cuối: Cách xây dựng hộp nối Foundation Fieldbus đúng cách
Đánh giá lắp đặt dựa trên bài viết "Hộp nối 4-20mA so với hộp nối Fieldbus (FF)" trên instrumentationtools.com.
Hỏi: Hộp nối FF khác hộp nối 4-20mA như thế nào?
Một hộp nối thông thường có dãy đầu nối, chẳng hạn như khối đầu nối ngắt bằng dao Phoenix Contact MTK, và thanh tiếp địa. Các cặp dây hiện trường đấu vào một phía, cáp nhiều cặp chạy về tủ đấu nối rời đi ở phía còn lại, còn dây chống nhiễu được kết cuối theo triết lý của dự án. Mỗi cặp hoạt động độc lập, vì vậy một cặp bị chập chỉ làm hỏng một vòng lặp.
Hộp nối Foundation Fieldbus mang một đoạn mạng. Hãy dự kiến có các bo mạch nhánh với bộ cách ly, cụm kết cuối đường trục, thiết bị chống sét lan truyền và một bộ kết cuối. Một kết nối lỗi có thể làm ngừng hoạt động hàng chục thiết bị, vì vậy nhân viên lắp đặt FF cần được đào tạo về đặc tính vật lý của đoạn mạng, không chỉ siết chặt đầu nối.
Hỏi: Cáp nào là nhánh và cáp nào là đường trục?
Cáp từ thiết bị hiện trường là cáp nhánh. Cáp hướng về hệ thống điều khiển, ví dụ như mô-đun truyền thông FOUNDATION Fieldbus Yokogawa ALF111-S50 hoặc thiết bị liên kết Allen-Bradley 1788-EN2FFR, là cáp đường trục. Trong thiết kế đường trục công suất cao, đường trục không thuộc loại IS còn các nhánh là mạch an toàn nội tại, và điều kiện kết hợp này chi phối toàn bộ cách bố trí vỏ hộp.
Hỏi: Tôi có thể đi lại dây bên trong tại hiện trường không?
Không. Cụm kết cuối đường trục được cách ly bằng tấm ngăn, và các mạch IS cùng mạch không thuộc loại IS không được dùng chung không gian hoặc đầu nối. Nhà cung cấp đấu dây cho hộp tại nhà máy như một phần của cụm thiết bị được chứng nhận. Kỹ sư hiện trường chỉ đấu cáp nhánh và cáp đường trục vào các bo mạch.
Hỏi: Một đoạn mạng cần bao nhiêu bộ kết cuối?
Chính xác một bộ ở mỗi đầu vật lý và chỉ ở các đầu. Foundation Fieldbus là một bus mã hóa Manchester, còn phản xạ tín hiệu sẽ làm hỏng hoạt động của bus. Hai bộ kết cuối ở cùng một đầu làm suy giảm tín hiệu nghiêm trọng không kém việc không có bộ nào.
Hỏi: Vì sao chống sét lan truyền lại quan trọng đến vậy?
Một nhánh chạy lên tháp hoặc băng qua khu bồn chứa dễ bị quá độ do sét cảm ứng. Một thiết bị như thiết bị chống sét lan truyền Phoenix Contact TTC-6P-1X2-M-24DC-UT-I được đặt phía trước các thiết bị điện tử cách ly nhạy cảm như bộ cách ly MTL5516c. Hãy lắp hộp theo bản vẽ đoạn mạng đã được phê duyệt và không bao giờ bổ sung một nhánh chỉ để đáp ứng yêu cầu của công việc.
Hỏi: Tôi có thể lắp bộ ghép kênh nhiệt độ trên một đoạn Fieldbus không?
Có. Bộ ghép kênh được lắp trong hộp riêng và kết nối với hộp nối FF như một nhánh, tương tự một bộ truyền tín hiệu. Giới hạn mỗi đoạn ở một hoặc hai bộ ghép kênh, vì chúng quét chậm và quá nhiều bộ sẽ kéo dài thời gian chu kỳ. Trong một dự án Yokogawa CENTUM mà tôi nghiệm thu, ba hộp bộ ghép kênh trên cùng một đoạn tạo ra tốc độ quét không đồng đều. Phân bổ lại còn hai bộ trên mỗi đoạn đã khắc phục vấn đề trong một buổi chiều.
Hỏi: Trình tự kết cuối đúng là gì?
- Kiểm tra bản vẽ đoạn mạng: số lượng nhánh, chiều dài cáp, vị trí bộ kết cuối và địa chỉ thiết bị.
- Kiểm tra tấm ngăn để bảo đảm các nhánh IS và đường trục không thuộc loại IS vẫn được phân tách.
- Đấu đường trục trước, siết chặt các đầu cáp và xác nhận dây chống nhiễu cùng tính liên tục.
- Lắp bộ kết cuối tại một đầu duy nhất của đoạn mạng, sau đó kiểm tra điện áp bus.
- Đấu các nhánh vào các bo mạch cách ly, tuân thủ cực tính và không bao giờ trộn lẫn các kênh cách ly.
- Nghiệm thu bằng thiết bị truyền thông: dạng sóng, số lượng thiết bị và biên độ nhiễu.
Kết luận và khuyến nghị hành động
Hộp nối FF là phần cứng mạng nằm trong một vỏ hộp. Hãy tôn trọng tấm ngăn, chỉ kết cuối một lần ở mỗi đầu đoạn mạng, tuân thủ giới hạn một đến hai bộ ghép kênh và nghiệm thu bằng bằng chứng về dạng sóng. Để biết thêm thông tin, hãy xem bài viết so sánh trên instrumentationtools.com và các thông số kỹ thuật Foundation Fieldbus của FieldComm Group.
Tác giả: He Jingchuan là kỹ sư tự động hóa công nghiệp với hơn 10 năm kinh nghiệm về PLC, DCS và các hệ thống điều khiển.
