מה זה פרופ'יבוס ולמה זה משנה עבור HVAC

פרופ'יבוס (Process שדה Bus) הוא תקן של שדה פתוח, שהוקם על ידי IEC 61158 ו- IEC 61784.פיתוח בסוף שנות ה-80 על ידי סימנס וחברות אוטומציה גרמניות אחרות, הוא הפך לאחד הרשתות התקשורת התעשייתית הפרוסות ביותר בעולם.com, בהקשר של אוטומציה מבני בניין חכמים, פרופ'בוס מספק קו תקשורת בזמן אמתיבית, המחברת בין 1,200 רכיבי HAC-אופטיים, במיוחד, מעבדים (מתאים) לכבלים חשמליים (מתאים) למתחמי ניהוליים (מתקני אבטחה) ומכשירים מסחריים, קווי חשמל מתקדמים) ומכשירים) מקיפים, קווי חשמל (מתקני אבטחה) לקווי שרת מסחריים (מתקני אבטחה) (מסלולאריכים) (מתקני אבטחה) (מתקני אבטחה) (מתקני ניהוליים) של מערכת הפעלה) של מערכת הפעלה) של מערכת הפעלה אחוריים חשמליים (מתקני אבטחה) של מערכת הפעלה) של מערכת הפעלה אחוריים מסחריים (מתקני אבטחה (מתקני אבטחה (מתקני אבטחה) של מערכת הפעלה אחוריים מסחריים (מתקני אבטחה) ללא מגבלות) ללא מגבלות) של מערכת הפעלה אחוריים) של מערכת הפעלה) של מערכת הפעלה אחוריים מסחריים, בעיקר נגד מערכות הפעלה אחוריים (ד-

בניגוד לפרוטוקולים של צרכנים כגון Wi-Fi או Zigbee, פרופ'יבוס הונדסה לסביבות קריטיות של משימות שבהן שלמות נתונים ותזמון אינם ניתנים להשגה.פרוטוקול פועל על שיטת גישה של מאסטר-עבד (או מאסטר-מאסטר), שבו אחד או יותר מאסטרים לשלוט בגישה באוטובוס ועבדים מגיבים רק כאשר מטופלים.

עבור מנהלי המתקן ומהנדסי HVAC, הבנת פרופ'יבוס פירושה היכולת לעצב מערכות בקנה מידה של יחידת גג אחת לקמפוס של מבנים מרובים, כל זאת תוך שמירה על שקיפות נמוכה ואמינות גבוהה.הפרוטוקול מוכח בתעשיות תהליך, יחד עם אימוץ גדל שלה בבניית אוטומציה, הופך אותו כלי קריטי להשגת יעילות אנרגיה, נוחות, וחשיפה תפעולית.

היתרונות העיקריים של שימוש ב-HVAC Systems

ניהול נתונים בזמן אמת עבור Precise control

ב HVAC אוטומציה, עיכובים משוב חיישן יכולים להוביל לטמפרטורה overshoot, אנרגיה מבוזבזת וחוסר נוחות הדיירים. Profibus תומך זמני מחזור נמוך כמו כמה מילימטרים, בהתאם לתצורת האוטובוס וקצב הבנד (עד 12 Mbps) מהירות זו מאפשרת לבקר להגיב לתנאי שינוי - כגון עומס סולארי פתאומי או שינוי דיקור באזור - כמעט מיידי עבור דוגמה, אספקת VFct יכולה לקבל מהירות יציבה, כלומר, שמירה על מחזור יציב, כמו גם לחץ אוויר, כמו גם לחץ אוויר, או שליטה על אותו כוח יציב.

סקאביה להגדלת דרישות הבנייה

מבנים חכמים הם לעתים נדירות סטטיים; ההתרחבות, רטרופיטות, ושיפורים גבוהים דורשים גמישות.פרופ'יבוס מאפשר להוסיף מכשירים חדשים לרשת קיימת על ידי פשוט הקצאת כתובת התחנה הייחודית וחיבור מחדש של האוטובוס. כי הפרוטוקול תומך עד 126 צמתים (עם חזרות להרחיב מרחק), אפילו רשת HVAC בקמפוס ניתן להתאים ללא החלפת תשתיות הליבה.

אחריות תעשייתית-Grade Reliability

מערכות HVAC פועלות לעתים קרובות בסביבות מאתגרות - יחידות מאונטפות שנחשפו למזג אוויר, חדרים מכניים עם התערבות אלקטרומגנטית גבוהה ממנועי וכוננים, וplenums עם קיצוניות טמפרטורה. פרופ'אבוס תוכנן עבור רצפות המפעלים וצמחים כימיים, כך שהוא מטפל באופן טבעי בתנאים אלה.השימוש בכבלים מעוותים מעוותים עם תקלות ריצוף תקין והפסקת תקלות ממזערות מעט.

אינטגרציה ללא ים עם מערכות ניהול בנייה

רוב פלטפורמות BMS המודרניות לתמוך פרופ'יבוס באופן מקורי או באמצעות מכשירי שער. תאימות זו פירושה שהנתונים מרכיבי HVAC – צריכת אנרגיה, שעות ריצה, יומני אזעקה - ניתן לאסוף לתוך לוח נתונים אחד ללא תכנות מותאם אישית. פרופ'יבוס גם coexists עם יחידות אחרות שדהבוס ו- Ethernet מבוסס פרוטוקולים (BACnet, Modbus, KNX) בשילוב עם נתבים, המאפשרים ארכיטקטורת מתקנים היברידית שיכולה לשרת מחסומים איטיים עבור מערכות הפעלה אחוריות סטנדרטיות.

פרופ'יבוס וריאציות: DP, PA ו-FMS

בעוד שמפרט פרופ'יבוס המקורי כלל שלושה גרסאות, הפריסה המודרנית של HVAC כמעט אך ורק שימוש ב- Profibus DP (Decentralized Peripherals) פרופ'יבוס DP מותאם לחילופי נתונים מהירים בין בקרים לבין מכשירים שדה, עם מחזור מהיר כמו 1 מ"ס ב 12 Mbps.זהו הבחירה הסטנדרטית לחיבור VFDs, PLCs, I / חיישנים מרחוק ומודולים חכמים.

פרופ'יבוס הרש"פ (Process Automation) מיועד לאזורים מסוכנים ומשתמש בשכבה פיזית המופעלת על ידי אוטובוס מנצ'סטר (MBP) המאפשרת למכשירים לקבל כוח על אותם שני חוטים המשמשים לתקשורת.PA פועל ב-31.25 kbps ונמצאת בדרך כלל בכימיקל או שמן & מתקני גז אבל עשוי להופיע גם ביישומים HVAC שבהם בטיחות פנימית נדרשת - כגון מערכות של מיצוי מעבדה או מחסני נפץ באזורי נפץ.

פרופ'יבוס FMS (Fieldbus Message Specification) הוא מיושן במידה רבה ולא מומלץ עבור מתקנים חדשים.זה נועד לתקשורת בקר-לבקר ברמת תאים, אך הוא היה סופר על ידי חלופות מבוססות Ethernet.

הוראות לפרופ'יבוס ב-HVAC

1 מערכת הערכה ובחירת מכשירים

החל על ידי לקיחת מלאי של כל ציוד HVAC אשר ישתתפו ברשת.תקני פרופ'יבוס טיפוסי כוללים בקרים צמחיים צונן, VFDs עבור מעריצים משאבות, יחידת טיפול אוויר (AHU) בקרים, פועלי אזור לחות, וטמפרטורה / היממה חיישנים לבדוק כי כל מכשיר מציע ממשק פרופ'יבוס (בדרך כלל 9-פי D-sub) ומתמוך גם ב-iDrive).

2. Network Topology and Cable Planning

Profibus DP uses a bus topology (daisy chain) with a terminator at each end. Plan the cable route to minimize exposure to high-voltage power lines, motor cables, and other noise sources. The maximum cable length per segment is 1,200 m at 93.75 kbps, decreasing to 100 m at 12 Mbps. Use repeaters to extend beyond a single segment; each repeater creates a new segment and can also serve as an amplifier. For smart buildings with multiple wings or floors, consider a backbone of fiber optic converters to isolate electrical noise and cover long distances.

3.התחנה הארדוור-מתקן

השתמש בכבל מעוות-pair (סוג A להנחיות פרופ'בוס) עם חסימה אופיינית של 150 ⁇ . Strip המעיל החיצוני בזהירות, לשמור על יחס הספין, ולחבר את המגן לקרקע בקצה אחד בלבד (כדי להימנע מלות קרקעיות) טרל את שני הקצוות של האוטובוס עם 220 ⁇ התנגדות בסדרה עם 390 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ / ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

כתובת וידוי

כסימן כתובת תחנה ייחודית (1-126) לכל מכשיר עבדים באמצעות מתגי DIP על החומרה או כלי התצורה של המכשיר.כתובת 0 שמורה עבור המאסטר, וכתובות 127 ומעלה הן עבור פונקציות מיוחדות. השתמש בכלי תצורה של פרופ'בוס (כגון SiemensATIC שלב 7, או כלי אוניברסלי כמו SyCon או Proficore) כדי לטעון את GSD (תחנת כללי) עבור כל מכשיר מיפוי נתונים, IO תומך.

5.הנדסה ובדיקה

לפני הולך לחיות, לבצע חישוב אוטובוס-parameter כדי להבטיח כי שיעור ה baud להגדיר, פעמים מזל, ו ספירת retry להתאים את אורך כבל ומספר של נקודות. רוב כלי תצורה יכול לחדד את אלה באופן אוטומטי. Power up את הרשת ולבדוק את האינדיקטורים LED על כל מכשיר; LED קבוע "BUS" LED בדרך כלל מצביע על תקשורת מוצלחת.

פרופ'יבוס השווה לפרוטוקולים נוספים של HVAC

פרופ' פרופ' נובו (BACnet)

BACnet הוא הפרוטוקול הדומיננטי בבניית אוטומציה בצפון אמריקה, בעוד פרופ'יבוס נפוץ יותר באירופה ובבניינים תעשייתיים / היברידיים. BACnet MS/TP (בשיתוף מאסטר-סלאב / גניבת טון) פועל עד 76.8 kbps ויכול להתמודד עד 128 מכשירים לפריצת Bnet (עם זאת, פרופ'אבבוס DP מציעה מהירות גבוהה הרבה יותר (עד 12 Mpsb) והתנהגות סטוסטית, מה שהופך אותו לתפקוד מתוחך גבוה יותר, כמו סטנדרדינט (ב) לתפקוד מתוחכמות גבוהה יותר, עם TRAD) לתפקוד מתוחכמות גבוהה יותר, עם TRAD.

פרופ' פרופ' נורבוס מול Modbus RTU

Modbus RTU הוא פשוט וזול יותר ליישם, באמצעות אדריכלות מאסטר-עבד על RS-485.זה נפוץ VFDs, מטר, ומכשירים פשוטים I / O. Modbus RTU, עם זאת, חסר את האבחון החזק ואת היכולת רב-master של פרופ 'יבוס. עבור מתקנים קטנים (פחד מ 10 מכשירים, כבלים קצרים), Modbus עשוי להיות מספיק עבור מערכות גדולות יותר או יותר, זיהוי מהיר יותר, חוזר עלות, עלות, עלות, עלות גבוהה יותר, עלות, עלות יותר, עלות גבוהה יותר, עליות, עלות יותר, עלות גבוהה יותר, עליות, עלות גבוהה יותר, עלות גבוהה יותר, עלות יותר, עלות יותר, עלות יותר, עלות גבוהה יותר, עלות גבוהה יותר, עלות גבוהה יותר, עלות גבוהה יותר, עלות גבוהה יותר, עליות, עלות גבוהה יותר, עלות גבוהה יותר, על ידי פרופ 'פר.

פרופ'נביבוס לעומת KNX

KNX הוא פרוטוקול ספציפי בנייה המתמקד תאורה, עיוורים ובקרת חדר.זה פועל במהירות נמוכה (9.6 kbps) ומשתמש זוג מעוות, קו חשמל, או RF. KNX אינו מיועד לשליטה מכנית מהירה מאוד והוא משמש לעתים נדירות עבור צמרנים או AHUs. פרופ'יבוס, לעומת זאת, מטפל בנפחי נתונים גדולים וזמני מחזור מהירים.

Best Practices for Profibus in Smart Building Automation

מגן נכון וקרקע

הפרעה אלקטרומגנטית היא הגורם המוביל של שגיאות תקשורת פרופ'יבוס. השתמש בכבלים באיכות גבוהה עם מגנים מעוטים וסולסל.קרקע את המגן בנקודה מסוימת בדיוק לפי סעיף, רצוי בצד המאסטר. להימנע הפעלת כבלים פרופ'יבוס במקביל לקווי מתח גבוה; אם מעבר הוא בלתי נמנע, כך ב 90 מעלות.

לוחמה במערכות קריטיות

עבור בתי חולים, מרכזי נתונים או ייצור קריטי של המשימה, לשקול תצורה של פרופ'יבוס מוקרן באופן כללי, זה בדרך כלל כרוך שני מודולים מאסטרים בסידור ראשוני / גיבוי ופרוטוקול של התחדשות מדיה. כאשר הדרך העיקרית נכשלת, הגיבוי משתלט בתוך מחזור אוטובוס, מניעת הפרעה לשליטה HVAC.

אבטחה ופרופיל

שמור את כל המכשירים על אותה גרסה קושחה מרכזית כדי להימנע מבעיות בין-אופרציה.כאשר החלפת מכשיר, להבטיח את קובץ GSD של היחידה החדשה זהה למקור. כמה יצרנים מציעים כלי שדרוג קושחה על פרופ'בוס, לפשט את התחזוקה. Document כל קובץ GSD, הגדרת תצורה, ולטפל בהקצאת משימות ב יומן מרכזי.

מעקב ואבחון

תוכנת BMS מודרנית יכולה לבדוק את הדלפקים האבחון של פרופ'בוס - כגון שגיאות CRC, מסגרת aborts, ותחנת טיפת תחנות - וליצור התראות כאשר סף הם מעלים.תספור רשת מחזורית עם מנתח נייד כדי לתפוס בעיות מתפתחות כמו מחברים או חוזרים על הזדקנות.

בעיות נפוצות של פרופ'יבוס HVAC

אין תקשורת

בדוק כי שני קציני האוטובוס מותקנים כראוי ומופעל. השתמש במטר כדי למדוד את המתח DC בין pins 3 ו 8 מכל מחבר D-sub; זה צריך להיות בערך 5V (מדינה זרה) לבדוק שלכל המכשירים יש אותו קצב בודה שנבחר (זיהוי אדטו-באדי אינו סטנדרטי על פרופ'בוס).

שגיאות לסירוגין

לעיתים קרובות, אובדן מסגרת לסירוגין מצביע על לולאות מגן או קרקעיות גרועות.בדוק שהמגן מחובר בקצה אחד בלבד, וכי אין פוטנציאל מתח בין אזכורי קרקע של מכשירים שונים.בנוסף, לבדוק מסופי בורג רופפת או מחברים מחוקים, במיוחד באזורים עתירי רוח גבוהים כמו דחיסות ליד דחיסות.

כתובת:

שני מכשירים עם אותה כתובת התחנה יגרום אחד או שניהם להיות בלתי ניתן להשגה. השתמש בכלי סריקת אוטובוס כדי לרשום את כל כתובות התגובה.אם קונפליקט מזוהה, כוח מטה את המכשיר ולשנות את הכתובת שלו באמצעות מתגי DIP או תוכנה, ולאחר מכן reboot.

תגובה רשתית איטית

אם זמן מחזור הכולל הוא יותר צפוי, להפחית את מספר הצמתים על ידי פיצול האוטובוס לתוך פלחים עם חזרות.לצמצם את שיעור המונד אם אורך הכבלים עולה על המרחק המומלצת למהירויות הנוכחיות.בנוסף, לבדוק כי שום עבד אינו כל הזמן מרתיע בגלל מצב שגיאה - הנתונים האבחון שלו יכולים ליישב את האוטובוס.

דוגמה אמיתית לעולם: פרופ'יבוס במערכת HVAC מסחרית גדולה

מגדל משרדים בן 30 קומות בפרנקפורט התקין רשת של פרופ'יבוס DP לשלוט במפעל המצמרן המרכזי שלה, המורכב מארבעה צ'רצ'רים צ'נטריפוגיים, שמונה מגדלי קירור, 10 ערכות משאבה משנית, ומעל 200 בקרי תיבות VAV.The Profibus backbone מחובר גם בקרים המצמררים, VFDs, ו- PLC מרכזי ב 1.5 Mbps מעל אורך של מערכת תקשורת נמוכה של 18 אחוזים, אשר נמדדו כמשמעו, אשר נמדדת בטמפרטורה של 18 מטרים, אשר ניתן גם כן, לעומת 184 שנים קודם לכן, אשר נמדדת של מערכת ההפעלה הקודמת.

מסקנה

פרופ'יבוס נותרה בחירה עוצמתית ואמינה עבור מערכות HVAC באוטומציה של בניין חכם.הביצועים בזמן אמת, הגדלות, והעוצמה התעשייתית, שהופכים אותו אידיאלי עבור ציוד תעשייתי מרכזי, קמפוסים גדולים, וכל מתקן שבו שליטה מדויקת וזמן הם קריטיים.על ידי ביצוע השלבים המוכחים לעיל - הערכה קפדנית, קיפולינג, הקצאה נאותה, וגיוס - אנשי מקצוע בתחום פיתוח יכולים לפרוסת רשת של פרופ'בוס שמשתלבת באופן יעיל יותר עם פרוטוקולים של אבטחה תעשייתית עם פונקציות יעילות יותר, כמו פונקציות אבטחה, כמו פונקציות תחזוקה, כמו גם תכונות תחזוקה מרובות, כמו IMS, כמו פיתוח יעיל יותר ויותר, כמו פיתוח יעיל יותר ויותר, כמו ניהולית אבטחה וניהול יעיל יותר ויותר.

מקור:0 (ב) מקורות:

  • (FLT:0)Profibus & Profinet International (PIIR)FLT:1 - מפרטים רשמיים, קבצי GSD וחומרי הדרכה.
  • (ב) ,0) סופרים פרופ'יובוס לבניית אוטומציה של 1:1 - מדריכים טכניים וכלים לבחירת מוצרים.
  • (ב) ,0) ,הונבל בונה טכנולוגיות FLT:1 - דוגמאות אינטגרציה של פרופ'אב עם BMS.