Публикация пресс-релизов Поиск по компании
Решения, технологии, стандарты Рынок, отрасль, люди Основы
Отменить подписку Подписка
Производители Системные интеграторы Дистрибьюторы
Продукты месяца Поиск по категории Добавить продукт
Добавить мероприятие
Добавить вакансию Специалисты по АСУ ТП, КИП Специалисты по электротехнике, энергетике Главные инженеры, технологи, электрики Менеджеры по продажам, консультанты, другое
Технические требования Публикация статей Публикация пресс-релизов Media Kit 2014
Перейти:  
 


 

Основы АСУ ТП и КИП - в статьях Ua.Automation.com

Решение проблем в сетях FOUNDATION Fieldbus

Решение проблем в сетях FOUNDATION Fieldbus

Январь 2012

Джон Ризабек (John Rezabek) для InTech
 
Пользователи и производители узнали много нового о сетях Fieldbus с момента развертывания первых прототипов еще в 1990-ых. Fieldbus создавался как открытый стандарт, позволяющий двунаправленные коммуникации между ведущими и ведомыми устройствами от различных производителей. Разумеется, понадобилось несколько итераций, для того чтобы минимизировать «серую зону», в которой первых пользователей стандарта поджидали «баги». ITK (Interoperability Test Kit или рус.: «Набор для тестирования совместимости и взаимодействия», разрабатываемый организацией Fieldbus Foundation для полевых устройств, сейчас существует уже в 6-й версии. И уровень «свободы выбора», обещанный пользователям этого стандарта, действительно очень высок. Сертифицируются не только полевые устройства, но и ведущие устройства, источники питания, кабели, терминальные устройства и т.д.
 
Производители ведущих устройств проводят массу собственных тестов, пытаясь обеспечить совместимость практически любого устройства с собственными распределенными системами управления. Это преимущественно эмпирические тесты, во время которых устройства устанавливаются, нагружаются определенными задачами и тестируются в течение недель, месяцев, а иногда и дольше. Между производителями ведущих и ведомых устройств – зачастую яростными конкурентами – наблюдается похвальная степень взаимодействия в решении вопросов совместимости.
 
Тестирование ведущих и ведомых устройств в Fieldbus Foundation
 
В инфраструктуре автоматизации, предлагаемой Fieldbus Foundation, совместимость возможна, поскольку ожидается, что устройства и ПО соответствуют единому стандарту. Для обеспечения этого устройства тестируются на предмет соответствия для получения соответствующей регистрации. Продукты, отмеченные знаком регистрации FOUNDATION, прошли ряд общих тестов под надзором Fieldbus Foundation. Это позволяет пользователям выбрать наилучшее устройство для решения задач контроля или измерения, вне зависимости от производителя. Есть три основных вида тестирования и регистрации устройств Fieldbus Foundation: H1-тестирование для устройств, работающих в сети H1; HSE-тестирование для устройств работающих в высокоскоростной сети HSE; и тестирование Host Profile для ведущих устройств. Существуют отдельные наборы инструментов для тестирования всех трех видов. Для конечных пользователей наибольшее значение имеет тестирование ведущих устройств.
 
Процессы тестирования непрерывно совершенствуются, с тем, чтобы соответствовать все новым требованиям пользователей, и обеспечить более высокую степень совместимости. Как мы уже упоминали, Fieldbus Foundation выпустила 6 версию своего Interoperability Test Kit, и, надо отметить, что в процесс регистрации Host Profile добавлено больше обязательных требований, которые гарантируют совместимость между ведущими и ведомыми устройствами от различных производителей.
 
Несмотря на непрерывное развитие спецификаций и рост охвата и эффективности тестирования, всегда остается шанс, что конечный пользователь столкнется с проблемами в работе своих полевых шин. Ниже мы приводим краткий обзор основных шагов, которые могут помочь найти быстрое решение.
 
Немного профилактики: цель качественной инсталляции
 
Основная часть неисправностей в сетях fieldbus — более 90% — вызвана проблемами на физическом уровне: провода, кабели, терминальные устройства, источники питания. Специалисты с опытом использования fieldbus твердо убеждены в том, что небольшие инвестиции в обучение техников, прокладывающих линии связи, принесут огромную пользу во время эксплуатации. К примеру, на нефтеперерабатывающем комплексе Reliance, в Дженагаре, Индия, сотни электриков прошли базовое обучение навыкам инсталляции, и когда пришло время запуска, только в 3 из более чем 3000 сегментов сети были обнаружены проблемы.
 
Использование ведущих и ведомых устройств и компонентов с отметкой fieldbus является еще одной «лучшей практикой», которая обеспечит наилучшую продуктивность и минимизирует непредвиденные проблемы. «Научные эксперименты» лучше оставить конечным пользователям, особенно если вы находитесь под давлением завершить проект по внедрению вовремя и в рамках бюджета. Первые пользователи сталкивались с массой вариаций на тему кабелей и проводов – целые партии кабелей, продававшихся как сертифицированные Fieldbus, и близко не имели постоянного сопротивления, не говоря уже о номинальных 100 Ом при 31.25 кГц. Сегодня можно найти минимум 10 поставщиков, предлагающих сертифицированные кабели в различных исполнениях, включая экранированные, многопарные.
 
И, конечно, проверяйте инсталлируемое оборудование пораньше. Все ошибки при инсталляции лучше находить на начальном этапе.
 
Лечение: восстановление работоспособности сетей Fieldbus
 
Большинство сетей fieldbus работают или не работают — как цифровое телевидение. Вот несколько типичных проблем и путей их устранения.
 
Что если все провода подсоединены, а устройство Х, в отличие от предыдущих трехсот, не обнаруживается ведущим устройством? Для начала проверьте, подается ли напряжение на полевое устройство, с помощью обычного мультиметра. Спецификации fieldbus требуют минимум 9 В напряжения для функционирования устройства. Многие устройства сегодня поставляются нечувствительными к полярности, однако стоит ее проверить, если клеммы маркированы «+» и «-».
 
Если проверки не дали результатов (или если на устройство не подается напряжение), можно начать искать ошибки на физическом уровне. Если вы используете быстрые коннекторы, правильно ли сделана разводка? Зажаты провода в клеммах с нужным усилием?
 
Какова бы ни была причина, наиболее опытные пользователи знают быстрейший путь к правильной диагностике сетей. Им на помощь приходит тестовое оборудование нескольких категорий: специализированные переносные устройства Relcom FBT-6 и P+F ADM; многофункциональные устройства с возможностью диагностирования проблем на физическом уровне, такие как 475 Communicator от Rosemount или встраиваемые диагностические модули от производителей P+F, Relcom, Turck; а также общие тестовые устройства, такие как Fluke Scopemeter. Поскольку сети fieldbus работают на специфической частоте — 31.25 кГЦ — обучение рядовых инженеров КИПиА выбирать нужный диапазон на осциллографе со шкалой от нескольких герц до многих мегагерц (и от милливольт до десятков вольт по оси Y) может быть утомительным, особенно если необходимость использовать прибор возникает нечасто. Для решения этой проблемы Fluke, к примеру, добавил несколько инновационных функций Bus Health в свои недавние продукты, такие как Scopemeter 125 которые позволяют неопытным или нечастым пользователям проводить такое же тестирование, как и с помощью специализированных устройств.
 
Онлайн инструменты для диагностики
 
Существует несколько вариантов устройств для онлайн-диагностики, стационарных или мобильных. Современные диагностические средства предлагают различные измерительные возможности, такие как напряжение в сегменте, уровень шума, максимальный и минимальный уровень сигнала в сети. Также доступны инструменты для измерения уровня джиттера.
 
Если устройство для онлайн-диагностики устанавливается как часть системы энергообеспечения в сети FOUNDATION fieldbus, может стать доступной дополнительная информация, такая как минимальное, максимальное и текущее напряжение, операционный статус устройства и т.д. К преимуществам стационарных устройств для диагностики относится способность вести запись событий, что позволяет анализировать динамику различных параметров. С другой стороны, портативные устройства предназначены для решения специфических проблем и, порой, позволяют измерять параметры, недоступные стационарным устройствам. Кроме того, стационарные устройства должны быть хорошо интегрированы с ведущим устройством.
 
Основная задача, которую нужно решить конечным пользователям и инсталляторам, в конечном итоге – минимизировать объем работ в рамках проекта. После того, как Вы выберете и приобретете сертифицированные компоненты и устройства, путь к успеху проекта будет состоять, преимущественно, в правильной прокладке экранированной витой пары – ничего необычного.
 
Об авторе:
Джон Ризабек (John Rezabek) является специалистом в области АСУ ТП компании International Specialty Products Inc. (ISP) Лима, Огайо, США, принадлежащей Ashland Inc. В зону ответственности входят крупные проекты и техническая поддержка всех систем КИПиА на предприятии. Джон является выпускником Case Western Reserve University, где обучался по специальности «системный инженер».