כיצד ליישם את פרופ'יבוס במערכות בקרה מרוחקות ומחוסכות

הבנת פרופ'בוס ותפקידו בשליטה מרחוק

פרופ'יבוס (Process שדה Bus) הוא פרוטוקול תקשורת בוגר ו ⁇ סטי שהפך אבן הפינה של אוטומציה תעשייתית. במערכות בקרה מרוחקות ומופצות - שבו בקרים, חיישנים, ומבצעים עשויים להתפשט על פני אזורים גיאוגרפיים גדולים או אזורים מסוכנים - פרופ'ובוס מספק את היישומים אמינים, בזמן אמתיים של החלפת נתונים ומכשירים אבחון קריטיים עבור ניתוח בטוח ויעיל.

מפתח פרופ'יבוס משתנה עבור מערכות דיסטריוט

לפני יישום, חיוני לבחור את הגרסאות הנכונות של פרופ'יבוס עבור היישום המרוחק שלך.משפחת הפרוטוקול כוללת שלושה טעמים עיקריים, כל אחד מותאם לשכבות שונות של פירמידת האוטומציה.

פרופ'יבוס DP (Decentralized Peripherals)

פרופ'יבוס DP הוא הגרסאות המהירות הגבוהות המשמשות לתקשורת בין בקרים (PLCs, DCS) ומפיצים I / O או התקנים שדה כגון כוננים, שסתום, והתחלות מוטוריות. עם שיעורי נתונים עד 12 Mbps, DP הוא אידיאלי עבור לולאות בקרה מהירה גבוהה בתחנות מרוחקות שבהן נדרשים זמני סריקה מהירים.

פרופ'בוס הרש"פ (Process Automation)

פרופ'יבוס הרש"פ מיועדת לסביבות אוטומציה של תהליכים שבהם מכשירים כגון משדרי לחץ, חיישני טמפרטורה, ומבצעים חייבים להיות מחוברים למרחקים ארוכים באמצעות שתי קוויטלות בטוחות, בתוך כרוב בטוח בטריילרים, הרשות פועלת ב-31.25 kbps וניתן לספק חשמל לתקני שדה על אותו כבל.זה בעל ערך מיוחד באזורים מסוכנים (למשל, שמן וגז, תחנות מהירות) שבו ניתן לשילוב מהיר של כבל נמוך או להחלפה, או להחלפה מהירה, או להחלפה מהירה, או להחלפה מהירה, או להחלפה מהירה, או להחלפה מהירה, או להחלפה מהירה, או להחלפה מהירה לשימוש.

פרופ'יבוס FMS (Fieldbus Message Specification)

פרופ'יבוס FMS הוא הגרסאות הכי יכולות אך לפחות בשימוש כיום.זה מציע תקשורת ממוקדת אובייקטים לחילופי נתונים מורכבים בין מכשירים חכמים. במערכות מרוחקות ומופצות, FMS עשוי להיות מועסק עבור משימות ברמה פיקוחית כגון העלאת נתונים או ביצוע פרמטרציה של מכשירים חוצה-דור.עם זאת, רוב המימושים המודרניים היגרו לפרופ'נט או OPC UA עבור פונקציות גבוהות יותר, כך ש-FMS הוא לעתים רחוקות נבחר לפרויקטים חדשים.

תכנון רשת Topology עבור שליטה מרחוק ומנוכל

הפריסה הפיזית של רשת פרופ'יבוס היא גורם הצלחה קריטי כאשר מכשירים מפוזרים על פני צמח, קמפוס או צינורות. שלושה התנצלות בסיסית ניתן להשתמש, ולכל אחד יש יתרונות נפרדים עבור מערכות מבוזרות.

קו טופולוגי (Bus)

הסדר הפשוט והחסכוני ביותר הוא אוטובוס ליניארי יחיד שבו כל המכשירים הם מחוסנים לאורך כבל תא המטען. במערכת בקרה מרחוק, זה עובד היטב כאשר מכשירים ממונעים היטב לאורך תהליך העברה או ליניארי.אורך הכבלים הכולל חייב להישאר בתוך גבולות פרופ'יבוס (עד 1.2 ק"מ ב 93.75 kbps, או 100 מ"מ ב 12 Mbps).

Star Topology

בתצורת כוכבים, כל מכשיר מרוחק מתחבר חזרה למחליף מרכזי או למרכז פעיל.עבור מערכות מבוזרות המשתרעות על פני מבנים או אזורים מרובים, טופולוגיה כוכבים מפשטת כבל ובודדות.אם תחנה אחת מרחוק יורדת, שאר הרשת נותרת מבצעית.זוגי כוכבים פעילים יכולים גם לשחזר אותות, ומאפשרת מרחקים מלאים יותר משורה טהורה.

עץ טופולוגיה

טופולוגיה עץ משלבת את היתרונות של קו וכוכב על ידי ומאפשרת חתירה מגזע מרכזי.זה לעתים קרובות הבחירה הטובה ביותר עבור מתקנים גדולים כגון זיקוקי שמן או צמחי טיפול במים, שבו ארונות בקרה מרחוק ממוקמים באזורים שונים.כל ענף יכול להיות פלח קו עם מפרשי המילטורים שלו עצמו, פלחציה נכונה מונעת פגם על ענף אחד להשפיע על הרשת כולה בעת תכנון עץ, להבטיח את הסכום המקסימלי של קווי האורך שנבחר בתוך המידות.

שיקולים אדומים

עבור מערכות מרוחקות קריטיות (למשל, סגירת חירום, ניטור צינורות), רדוונדנסי הוא חיוני. פרופ'יבוס תומך קנונית מקודמת אדונדנט ובקרי מאסטר מחוסנים לחלוטין משתמש בשני כבלים עצמאיים, שני מונים קו רוחביים לפסג, ומכשירי עבדים כפולים ביתיים.המפקח עוקב בקביעות הן נתיבים והן לגיבוי במיקרו-II.

בחירה קשה ומתקן לתחנות מרוחקות

לאחר שהטופולוגיה מיועדת, בחירת והתקנת חומרה שאינה תואמת פרופ'יבוס דורשת תשומת לב לגורמים סביבתיים ומרחקיים.

רמקולים ו-I/Oמודולs

רוב ספקי PLC ו- DCS מציעים מודולים מאסטרים פרופ'יבוס DP.עבור שליטה מרחוק, לבחור מודולים התומכים ב- DP-V1 או DP-V2, שכן אלה מאפשרים אבחון ציליקלי וחילופי נתונים במהלך תקופת ריצה.דיסקומסופקים על ידי תחנות I/O יש להצטייד בעבדים DP אשר יש חזקים במגוון רחב, טמפרטורה, ו- מצופה ישירות לכיסויים ל- IPvreshtrics/O.

אפשרויות לCyber ו-Long Limits

(הופנה מהדף פרופ'יבוס (Abbs) עם חסימה אופיינית של 150 ⁇ . Standard PVC-jacketed Cables מתאימים לסביבות מקורה, אך עבור חוצות מרחוק (למשל, בין מבנים או לאורך צינורות), משתמשים בכבלים עם סיבים נוספים עמידים למים ו-UV-resistant mrks: 175 ק"מ) מ"מ: 1F2b:

סיום ו-Basing

כל פלח פרופ'יבוס חייב להיות בדיוק שני מונים פעילים שהותקנו ב הקצוות הפיזיים. a terminator הוא רשת התנגדות שתואם את הדחף כבל ומונעת השתקפות אותות.בתחנות מרוחקות רחוק מהאדון, להבטיח כי ה-מונח מופעל מאספקת אוטובוס מקומית (למשל, מתווך עם הזרקת חשמל משולבת) כדי למנוע טיפות חוזרות ומספרים של כמה מקטעים שנבנו בקפידה כדי לספק את התצורה של אוטובוס (puin) לשימוש בהגדרה).

כתובת מכשירים וידוי

כל מכשיר פרופ'יבוס ברשת חייב להיות כתובת ייחודית בין 1 ל- 126 (כתובת 0 שמורה עבור המאסטר) במערכות מבוזרות, לתעד את הכתובת המוקצה בציור פריסת רשת, ולהשתמש בכלים תוכנה כדי לאמת שום קונפליקטים לא קיימים.קונפורציה כוללת הגדרת שיעור ה- baud, פרמטרים של המכשיר (למשל, קלט / קידוד נתונים, הגדרות אבחון), וזמניות.

שימוש בכלים של קונפדרציה

כלים ספציפיים של Vendor כגון Siemens STEP 7 או צד שלישי תוכנה (למשל, FLT:0) ,Profibus Commissioning ToolFLT:1) מאפשרים לך להעלות תיאורים של המכשיר (קבצי GSD) ולהמפה את נתוני הבקרה. עבור אתרים מרוחקים, כלים רבים תמיכה תצורה: אתה יכול לייצא סט שלם של פרמטרים ולאחר מכן לייבא אותם על תכנות מרחוק של בקר.

תקשורת איציקלית לאבחון

אחד מחוזקותיו של פרופ'יבוס הוא התמיכה שלו בתקשורת ציליקלית (לא-ציקלית) במהלך פעולה רגילה. DP-V1 מכשירים מאפשרים למאסטר לקרוא ולכתוב רשומות אבחון, נתונים פרמטר ומידע זיהוי מבלי להפריע החלפת הנתונים המחזוריים. במערכות מרוחקות, זה לא חוקי למעקב בתנאי אבחון - לדוגמה, אתה יכול לחקור ספירת ספירת נתונים מרחוק או ספירת הטמפרטורות הפנימיות בזמן הצורך כדי להפעיל את המרת זמן ניתוח.

בדיקות וועדת רשת מרחוק

לפני הצבת המערכת לייצור, לבצע רצף בדיקה מובנה המאמת את השכבה הפיזית ואת עקביות הנתונים.

בדיקות שכבתיות

השתמש בבדיקת קו פרופ'יבוס (למשל, מכשיר מאויש מ Softing או מודול אבחון המחובר למחשב נייד) למדידת עכבות כבל, התנגדות סיום, איכות אות.חפש תקלות נפוצות: מפטרון חסר, קוטבי כבל לא נכון, או מעגל קצר בין מוליכים כבל.בקטעים מרוחקים, כל קטע מבחן לפני הצטרפותם באופן עצמאי דרך חזרות סימן ברמות לכל מכשיר עתידי לטיפה עתידית.

המונחים: Cyclic Data Verification

לאחר שהשכבה הפיזית עוברת, כוח על כל המכשירים ולוודא כי המאסטר יכול להקים תקשורת מחזורית עם כל עבד. השתמש בכלי התצורה כדי לפקח על עומס האוטובוס ולהבטיח שהוא נשאר מתחת 60%-70% כדי לאפשר תנועה אבחון והתרחבות עתידית.עבור תחנות מרוחקות עם שליטה רגישה בזמן (למשל, נהלי מהירות נהיגה), למדוד את הזמן העיכוב העגול.

בדיקות סודיות ובדיקות רדונדנסיות

אם ייושם מחדש, סימולציה של הפסקת כבל או כשל מכשיר ולוודא כי המערכת מתאמת בצורה חלקה.בדוק הודעות אזעקה מועברות לחדר הבקרה המרכזי באמצעות מערכת הפיקוח, גם לבדוק את ההתנהגות כאשר התחנה מרחוק מאבדת את הכוח: האוטובוס צריך להישאר מבצעי (פתוח או קצר-circuit זיהוי לא צריך להפיל את כל הרשת).

Best Practices for Reliable Long-Term Operation

יישום פרופ'יבוס במערכות מרוחקות ומופצו דורש תשומת לב מתמשכת לאחר הגשתו.עקוב אחר שיטות אלה הטובות ביותר כדי למקסם את זמן ההעלאה ולצמצם את מאמצי התחזוקה.

ניהול כבל והגנה

במתקנים בחוץ או מרוחקים, להגן על כבל פרופ'יבוס מפני נזק מכני, לחות ingress, ו-Metents. השתמש מגשי כבל ייעודי, conduit, או כבל משורף.בכל הורדת המכשיר, ליצור לולאה שירות כדי לאפשר התחדשות קלה ללא החלפת כל תא המטען.תייג כל כבל מסתיים עם המספר והמכשיר שלו לזיהוי מהיר במהלך פתרון בעיות.

מגן וקרקע

מגן כבל פרופ'יבוס חייב להיות מוטבע בנקודה מסוימת לפסג, בדרך כלל במאסטר או אוטובוס קרקע מרכזי. במערכות מבוזרות המשתרעות על מבנים שונים, הבדלים אפשריים קרקעיים יכולים לגרום זרמים במחזורים. השתמש במפולנים גלקטיים אופטיים או מנטרני אותות בבניינים נקודות כניסה כדי לשבור לולאות מרוחקות או סקידות, כדי להבטיח כי המחברים של פרופ'יבוס מחובר דרך התחנות הנמוכות של המכודות.

רשתות גדולות

לחלק רשת מבוזרת גדולה לחלקים מרובים באמצעות חזרות או נושרים.כל פלח הופך למרחב חשמלי עצמאי, כך ששבר במגזר אחד אינו משפיע על אחרים. גישה נפוצה היא להקצות קטע אחד לאזור מרוחק (למשל, משק טנק, תחנת משאבה, יחידת מיזוג), זה גם מפשט בעיות לפתרון: אם פלח הולך לא מקוון, אתה יכול לבודד אותו ולהתמקד באזור זה בעוד שאר הצמח ממשיך לפעול.

אבחון קבוע ותחזוקה חיזוי

ניתן לבקר המאסטר כדי להזין את הנתונים האבחון פרופ'יבוס (למשל, מספר רטיבות, שגיאות CRC, ניכויי מכשירים) אנליזות אלה מדי שבוע או חודשי כדי לזהות כבלים משפילים או מכשירים כושלים לפני שהם גורמים לפסק דין. רבים של כלי אבחון פרופ'יבוס יכולים ליצור דוחות המציגים את הבריאות של כל מכשיר.

הכשרה ותיעוד

ודא כי אנשי צוות האחראים לשמירה על רשת פרופ'בוס קיבלו הכשרה רשמית של ספק מוכר כגון FLT:0 (Profibus International Training Program of Profibus) 1 (ב) עריכת חבילת תיעוד רשת הכוללת דיאגרמות טופולוגיות, רשימות כתובת המכשיר, נקודות סיום ותוצאות הבדיקה.אחסן מסמכים אלה בכל תחנה מרחוק במיכל מזג אווירי ראיה לצד מפרשי חילוף וכלים בסיסיים.

אתגרים ופתרונות משותפים ב-Frererererererererements

להקות קטנות לאורך זמן

כאשר מרחקים עולים על 1.2 ק"מ, פרופ'יבוס סטנדרטי לא ניתן להשתמש ב. Solutions: להתקין ממירים אופטיים (Singlemode fibre יכול לארוך 20+ ק"מ), או להשתמש בגשרים אלחוטיים של פרופ'יבוס (למשל, 900 MHz או 2.4 GHz רדיו תעשייתי), Note אשר מוסיף לחות וחייב להיות מתוכנן למנוע התערבות.

רעש חשמלי מ- Variable Frequency Drives

VFDs נפוצים בתחנות משאבה מרחוק או מערכות משדרות.המעבר הגבוה שלהם יכול ליצור רעש לתוך כבל פרופ'יבוס: להפעיל את כבל פרופ'יבוס לפחות 30 ס"מ מכבלי חשמל, להשתמש בכבלים כפולים מזוהמים, ולהתקין ליבות מפרטים משני הקצוות של כוח VFD מוביל.

טמפרטורה קיצונית והסכמה

אתרים מרוחקים במדבר, אזורים קדחתניים, או לחות גבוהה לגרום לחבר קורוזיה והתגלמות כבל. השתמש מחברים עם IP67 חותמת ו בלוטות כניסה בכבלים. Pre-fill מחברים עם גריז דיאלקטרי למנוע לחות אגרסיביות.עבור כבלים חשופים לשמש ישיר, בחר כבל שחור עם ז'קט עמיד UV.באקלים קר, להבטיח כי המעיל של כבל נשאר גמיש עד 40 מעלות צלזיוס.

מסקנה

יישום פרופ'יבוס במערכות בקרה מרוחקות ומופצות הוא אסטרטגיה יעילה להשגה תקשורת ⁇ סטית על פני מרחקים ארוכים וסביבות קשות. על ידי בחירת וריטרינר המתאים, תכנון טופולוגיה חזקה, באמצעות חומרה איכותית, ולאחר שיטות הטובות ביותר עבור סיום, הגנה, אבחון, מהנדסים יכולים לבנות רשתות המספקות שנים של שירות ללא בעיות.