ફાઉન્ડેશન ફીલ્ડબસ પર આધારિત ઓટોમેશન સિસ્ટમ્સ

ફાઉન્ડેશન ફીલ્ડબસ એ ડિજિટલ કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ છે જેનો ઉપયોગ પ્રોફીબસ, મોડબસ અથવા હાર્ટ સાથે ઓટોમેશનમાં થાય છે. ટેક્નોલોજી તેના સ્પર્ધકો કરતાં થોડી પાછળથી દેખાઈ: સ્ટાન્ડર્ડની પ્રથમ આવૃત્તિ 1996 ની છે અને હાલમાં નેટવર્ક સહભાગીઓ - H1 અને HSE (હાઇ સ્પીડ ઇથરનેટ) વચ્ચે માહિતીના વિનિમય માટેના બે પ્રોટોકોલનો સમાવેશ કરે છે.

H1 પ્રોટોકોલનો ઉપયોગ સેન્સર અને કંટ્રોલર સ્તરે માહિતીના વિનિમય માટે થાય છે અને તેનું નેટવર્ક IEC 61158-2 ફિઝિકલ લેયર સ્ટાન્ડર્ડ પર આધારિત છે, જે 31,25 kbit/s ના ડેટા ટ્રાન્સફર રેટને મંજૂરી આપે છે. આ કિસ્સામાં, ડેટા બસમાંથી ફીલ્ડ ઉપકરણોને પાવર સપ્લાય કરવાનું શક્ય છે. HSE નેટવર્ક હાઇ-સ્પીડ ઇથરનેટ નેટવર્ક્સ (100/1000 Mbit/s) પર આધારિત છે અને તેનો ઉપયોગ નિયંત્રકો અને એન્ટરપ્રાઇઝ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ્સના સ્તરે સ્વચાલિત પ્રક્રિયા નિયંત્રણ સિસ્ટમ નેટવર્ક બનાવવા માટે થાય છે.

કોઈપણ ઔદ્યોગિક સુવિધાઓ માટે સ્વચાલિત પ્રક્રિયા નિયંત્રણ પ્રણાલીના નિર્માણમાં આ તકનીક લાગુ પડે છે, પરંતુ તે તેલ અને ગેસ ઉદ્યોગ અને રાસાયણિક ઉદ્યોગના સાહસોમાં સૌથી વધુ વ્યાપક છે.

તકનીકી ક્ષમતાઓ

ફાઉન્ડેશન ફીલ્ડબસને એનાલોગ સેન્સર પર આધારિત ઓટોમેટેડ કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સના પરંપરાગત મોડલના વિકલ્પ તરીકે વિકસાવવામાં આવી હતી અને પ્રોફીબસ અથવા હાર્ટ પર આધારિત પરંપરાગત મોડલ અને ડિજિટલ સિસ્ટમ બંને કરતાં તેના ઘણા ફાયદા છે.

મુખ્ય ફાયદાઓમાંની એક ઉચ્ચ ડિગ્રી વિશ્વસનીયતા અને સિસ્ટમોની ખામી સહનશીલતા છે ફાઉન્ડેશન ફીલ્ડબસ H1, જે બે પરિબળોને કારણે પ્રાપ્ત થાય છે:

• ક્ષેત્રીય સ્તરે બુદ્ધિશાળી ઉપકરણો (સેન્સર અને એક્ટ્યુએટર્સ) નો ઉપયોગ;
• નિયંત્રકની ભાગીદારી વિના ક્ષેત્ર-સ્તરના ઉપકરણો વચ્ચે સીધા માહિતી વિનિમયનું આયોજન કરવાની ક્ષમતા.

ફિલ્ડ ઉપકરણોની બુદ્ધિ નિયંત્રણ અને માહિતી પ્રોસેસિંગ અલ્ગોરિધમ્સને અમલમાં મૂકવાની ક્ષમતામાં રહેલી છે જે પરંપરાગત રીતે નિયંત્રકમાં લાગુ કરવામાં આવે છે. વ્યવહારમાં, જો નિયંત્રક નિષ્ફળ જાય તો પણ આ સિસ્ટમને સંચાલન ચાલુ રાખવાની મંજૂરી આપે છે. આ માટે જરૂરી છે કે ફીલ્ડ ઉપકરણો યોગ્ય રીતે રૂપરેખાંકિત કરવામાં આવે અને વિશ્વસનીય ફીલ્ડબસ પાવર સપ્લાય પ્રદાન કરવામાં આવે.

કંટ્રોલ સિસ્ટમના ડિજીટલાઇઝેશન અને સ્માર્ટ સેન્સરના ઉપયોગથી મેળવેલા વધારાના ફાયદાઓમાં દરેક ફિલ્ડ ડિવાઇસમાંથી માપની બહાર વધુ ડેટા મેળવવાની ક્ષમતાનો સમાવેશ થાય છે, આખરે પ્રક્રિયા મોનિટરિંગના અવકાશને વિસ્તૃત કરે છે જે પરંપરાગત એનાલોગ સિસ્ટમ્સમાં સિગ્નલ ઇનપુટ/આઉટપુટ સિસ્ટમ સુધી મર્યાદિત હોય છે. .

H1 નેટવર્કમાં બસ ટોપોલોજીનો ઉપયોગ તમને કેબલ લાઇનની લંબાઈ, ઇન્સ્ટોલેશન કાર્યની માત્રા ઘટાડવા અને કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સમાં વધારાના સાધનોના ઉપયોગને દૂર કરવાની મંજૂરી આપે છે: ઇનપુટ/આઉટપુટ મોડ્યુલો, પાવર સપ્લાય અને જોખમી વિસ્તારોમાં - સ્પાર્ક રક્ષણ અવરોધો.

ફાઉન્ડેશન ફીલ્ડબસ H1 4-20 mA સેન્સર કમ્યુનિકેશન કેબલનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે, જેનો ઉપયોગ જૂની કંટ્રોલ સિસ્ટમને અપગ્રેડ કરતી વખતે થઈ શકે છે. આંતરિક સલામતીના સિદ્ધાંતોના ઉપયોગ માટે આભાર, વિસ્ફોટક વાતાવરણમાં તકનીકનો સક્રિયપણે ઉપયોગ થાય છે. માનકીકરણ પોતે જ વિવિધ ઉત્પાદકોના સાધનોની વિનિમયક્ષમતા અને સુસંગતતાની બાંયધરી આપે છે, અને ગેટવે ઉપકરણોને આભારી છે કે ફીલ્ડ ઉપકરણોના નેટવર્ક અને ઇથરનેટ પર બનેલા સાહસોના ઔદ્યોગિક નિયંત્રણ સિસ્ટમ નેટવર્કને ઇન્ટરફેસ કરવું શક્ય છે.

ફાઉન્ડેશન ફીલ્ડબસ એચ1 એ પ્રોફીબસ પીએ સિસ્ટમ્સ જેવું જ છે. બંને તકનીકો સમાન ભૌતિક સ્તરના ધોરણ પર આધારિત છે, તેથી આ સિસ્ટમોમાં સમાન ડેટા ટ્રાન્સફર રેટ, માન્ચેસ્ટર કોડિંગનો ઉપયોગ, સંચાર લાઇનના વિદ્યુત પરિમાણો, સંભવિત ટ્રાન્સમિટેડ પાવરની માત્રા અને નેટવર્કમાં મહત્તમ અનુમતિપાત્ર કેબલ લંબાઈ હોય છે. સેગમેન્ટ (1900 મીટર). ઉપરાંત, બંને સિસ્ટમમાં 4 રીપીટરનો ઉપયોગ કરવો શક્ય છે, જેના કારણે સેગમેન્ટની લંબાઈ પહેલાથી જ 9,5 કિમી સુધી પહોંચી શકે છે. કંટ્રોલ સિસ્ટમમાં સંભવિત નેટવર્ક ટોપોલોજી, તેમજ આંતરિક સલામતી સુનિશ્ચિત કરવાના સિદ્ધાંતો સામાન્ય છે.

સિસ્ટમ ઘટકો

ફાઉન્ડેશન ફિલ્ડબસ H1 નેટવર્કના મુખ્ય ઘટકો છે:

• વિકેન્દ્રિત નિયંત્રણ સિસ્ટમ (DCS) નિયંત્રક;
• ફીલ્ડબસ પાવર સપ્લાય;
• બ્લોક અથવા મોડ્યુલર ઈન્ટરફેસ ઉપકરણો;
• બસ ટર્મિનેટર;
• બુદ્ધિશાળી ક્ષેત્ર ઉપકરણો.

સિસ્ટમમાં ગેટવે ડિવાઇસ (લિંકિંગ ડિવાઇસ), પ્રોટોકોલ કન્વર્ટર, એસપીડી અને રીપીટર પણ હોઈ શકે છે.

નેટવર્ક ટોપોલોજી

H1 નેટવર્કમાં એક મહત્વપૂર્ણ ખ્યાલ સેગમેન્ટનો ખ્યાલ છે. તે એક મુખ્ય સંચાર લાઇન (ટ્રંક) છે, જેની શાખાઓ તેમાંથી વિસ્તરે છે (સ્પર), જેની સાથે ફિલ્ડ ઉપકરણો જોડાયેલા છે. ટ્રંક કેબલ બસ પાવર સ્ત્રોતથી શરૂ થાય છે અને સામાન્ય રીતે છેલ્લા ઇન્ટરફેસ ઉપકરણ પર સમાપ્ત થાય છે. નિયંત્રક અને ફીલ્ડ ઉપકરણો વચ્ચેના સંચાર માટે ચાર પ્રકારના ટોપોલોજીની મંજૂરી છે: પોઈન્ટ-ટુ-પોઈન્ટ, લૂપ, બસ અને વૃક્ષ. દરેક સેગમેન્ટ અલગ ટોપોલોજીનો ઉપયોગ કરીને અથવા તેમના સંયોજનોનો ઉપયોગ કરીને બનાવી શકાય છે.

પોઈન્ટ-ટુ-પોઈન્ટ ટોપોલોજી સાથે, દરેક ફીલ્ડ ઉપકરણ સીધા નિયંત્રક સાથે જોડાયેલ છે. આ કિસ્સામાં, દરેક કનેક્ટેડ ફીલ્ડ ઉપકરણ તેના પોતાના નેટવર્ક સેગમેન્ટ બનાવે છે. આ ટોપોલોજી અસુવિધાજનક છે કારણ કે તે ફાઉન્ડેશન ફીલ્ડબસમાં સમાવિષ્ટ લગભગ તમામ ફાયદાઓથી સિસ્ટમને વંચિત રાખે છે. નિયંત્રક પર ઘણા બધા ઇન્ટરફેસ છે અને ડેટા બસમાંથી ફીલ્ડ ઉપકરણોને પાવર કરવા માટે, દરેક સંચાર લાઇન પાસે તેની પોતાની ફીલ્ડ બસ પાવર સપ્લાય હોવી આવશ્યક છે. સંચાર રેખાઓની લંબાઈ ખૂબ લાંબી છે, અને ઉપકરણો વચ્ચે માહિતીનું વિનિમય ફક્ત નિયંત્રક દ્વારા કરવામાં આવે છે, જે H1 સિસ્ટમ્સના ઉચ્ચ ખામી સહિષ્ણુતાના સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપતું નથી.

લૂપ ટોપોલોજી એકબીજા સાથે ફીલ્ડ ઉપકરણોનું સીરીયલ જોડાણ સૂચવે છે. અહીં, બધા ફીલ્ડ ઉપકરણોને એક સેગમેન્ટમાં જોડવામાં આવે છે, જે ઓછા સંસાધનોનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે. જો કે, આ ટોપોલોજીમાં ગેરફાયદા પણ છે - સૌ પ્રથમ, એવી પદ્ધતિઓ પ્રદાન કરવી જરૂરી છે કે જેમાં મધ્યવર્તી સેન્સર્સમાંથી એકની નિષ્ફળતા અન્ય લોકો સાથે સંચાર ગુમાવશે નહીં. અન્ય ખામી સંચાર લાઇનમાં શોર્ટ સર્કિટ સામે રક્ષણના અભાવ દ્વારા સમજાવવામાં આવી છે, જેમાં સેગમેન્ટમાં માહિતીનું વિનિમય અશક્ય હશે.

અન્ય બે નેટવર્ક ટોપોલોજીમાં સૌથી વધુ વિશ્વસનીયતા અને વ્યવહારિકતા છે - બસ અને ટ્રી ટોપોલોજી, જે H1 નેટવર્ક બનાવતી વખતે વ્યવહારમાં સૌથી વધુ વિતરણ જોવા મળે છે. આ ટોપોલોજીઓ પાછળનો વિચાર ક્ષેત્ર ઉપકરણોને બેકબોન સાથે જોડવા માટે ઈન્ટરફેસ ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરવાનો છે. કપલિંગ ઉપકરણો દરેક ફીલ્ડ ઉપકરણને તેના પોતાના ઇન્ટરફેસ સાથે કનેક્ટ કરવાની મંજૂરી આપે છે.

નેટવર્ક સેટિંગ્સ

H1 નેટવર્ક બનાવતી વખતે મહત્વપૂર્ણ પ્રશ્નો તેના ભૌતિક પરિમાણો છે - સેગમેન્ટમાં કેટલા ફીલ્ડ ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરી શકાય છે, સેગમેન્ટની મહત્તમ લંબાઈ કેટલી છે, શાખાઓ કેટલી લાંબી હોઈ શકે છે. આ પ્રશ્નોના જવાબ વીજ પુરવઠાના પ્રકાર અને ક્ષેત્રના ઉપકરણોના ઊર્જા વપરાશ અને જોખમી વિસ્તારો માટે, આંતરિક સલામતીની ખાતરી કરવા માટેની પદ્ધતિઓ પર આધારિત છે.

સેગમેન્ટમાં ફિલ્ડ ઉપકરણોની મહત્તમ સંખ્યા (32) ફક્ત ત્યારે જ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે જો તેઓ સાઇટ પરના સ્થાનિક સ્ત્રોતોમાંથી સંચાલિત હોય અને જો આંતરિક સલામતી ઉપલબ્ધ ન હોય. ડેટા બસમાંથી સેન્સર્સ અને એક્ટ્યુએટર્સને પાવર કરતી વખતે, આંતરિક સલામતી પદ્ધતિઓના આધારે ઉપકરણોની મહત્તમ સંખ્યા ફક્ત 12 અથવા ઓછી હોઈ શકે છે.

વીજ પુરવઠાની પદ્ધતિ અને આંતરિક સલામતી સુનિશ્ચિત કરવાની પદ્ધતિઓ પર ફિલ્ડ ઉપકરણોની સંખ્યા પર નિર્ભરતા.

નેટવર્ક સેગમેન્ટની લંબાઈ વપરાયેલી કેબલના પ્રકાર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. પ્રકાર A કેબલ (ઢાલ સાથે ટ્વિસ્ટેડ જોડી) નો ઉપયોગ કરતી વખતે મહત્તમ લંબાઈ 1900 મીટર પ્રાપ્ત થાય છે. કેબલ પ્રકાર D (સામાન્ય ઢાલ સાથે ટ્વિસ્ટેડ મલ્ટિકોર કેબલ નહીં) નો ઉપયોગ કરતી વખતે - માત્ર 200 મીટર. સેગમેન્ટની લંબાઈ મુખ્ય કેબલની લંબાઈ અને તેમાંથી બધી શાખાઓના સરવાળા તરીકે સમજવામાં આવે છે.

કેબલ પ્રકાર પર સેગમેન્ટ લંબાઈની અવલંબન.

શાખાઓની લંબાઈ નેટવર્ક સેગમેન્ટમાં ઉપકરણોની સંખ્યા પર આધારિત છે. તેથી, 12 સુધીના ઉપકરણોની સંખ્યા સાથે, આ મહત્તમ 120 મીટર છે. સેગમેન્ટમાં 32 ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરતી વખતે, શાખાઓની મહત્તમ લંબાઈ માત્ર 1 મીટર હશે. જ્યારે ફીલ્ડ ઉપકરણોને લૂપ વડે કનેક્ટ કરતી વખતે, દરેક વધારાના ઉપકરણ શાખાની લંબાઈ 30 મીટર ઘટાડે છે.

સેગમેન્ટમાં ફીલ્ડ ઉપકરણોની સંખ્યા પર મુખ્ય કેબલમાંથી શાખાઓની લંબાઈની અવલંબન.

આ તમામ પરિબળો સિસ્ટમની રચના અને ટોપોલોજીને સીધી અસર કરે છે. નેટવર્ક ડિઝાઇન પ્રક્રિયાને ઝડપી બનાવવા માટે, વિશિષ્ટ સોફ્ટવેર પેકેજોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેમ કે ફિલ્ડકોમ ગ્રુપમાંથી ડિઝાઇનમેટ અથવા ફોનિક્સ કોન્ટેક્ટમાંથી ફિલ્ડબસ નેટવર્ક પ્લાનર. પ્રોગ્રામ્સ તમને H1 નેટવર્કના ભૌતિક અને વિદ્યુત પરિમાણોની ગણતરી કરવાની મંજૂરી આપે છે, તમામ સંભવિત પ્રતિબંધોને ધ્યાનમાં લેતા.

સિસ્ટમ ઘટકોનો હેતુ

નિયંત્રક

નિયંત્રકનું કાર્ય લિંક એક્ટિવ શેડ્યૂલર (LAS) ના કાર્યોને અમલમાં મૂકવાનું છે, જે મુખ્ય ઉપકરણ છે જે સેવા સંદેશાઓ મોકલીને નેટવર્કનું સંચાલન કરે છે. LAS નેટવર્ક સહભાગીઓ વચ્ચે આયોજિત (સુનિશ્ચિત) અથવા અનશિડ્યુલ સંદેશાઓ સાથે માહિતીનું વિનિમય શરૂ કરે છે, તમામ ઉપકરણોનું નિદાન કરે છે અને સિંક્રનાઇઝ કરે છે.

વધુમાં, નિયંત્રક ફીલ્ડ ઉપકરણોના સ્વચાલિત સંબોધન માટે જવાબદાર છે અને ગેટવે ઉપકરણ તરીકે કાર્ય કરે છે, જે ફાઉન્ડેશન ફીલ્ડબસ HSE અથવા અન્ય સંચાર પ્રોટોકોલ પર આધારિત નિયંત્રણ સિસ્ટમના ઉપલા સ્તર સાથે સંચાર માટે ઇથરનેટ ઇન્ટરફેસ પ્રદાન કરે છે. સિસ્ટમના ટોચના સ્તરે, નિયંત્રક ઓપરેટર મોનિટરિંગ અને નિયંત્રણ કાર્યો, તેમજ ક્ષેત્ર ઉપકરણોના દૂરસ્થ ગોઠવણી માટેના કાર્યો પ્રદાન કરે છે.

નેટવર્કમાં ઘણા સક્રિય લિંક શેડ્યૂલર્સ હોઈ શકે છે, જે તેમાં એમ્બેડ કરેલા કાર્યોની નિરર્થકતાની ખાતરી આપે છે. આધુનિક સિસ્ટમોમાં, LAS ફંક્શન્સને ગેટવે ડિવાઇસમાં લાગુ કરી શકાય છે જે ફાઉન્ડેશન ફિલ્ડબસ HSE સિવાયના ધોરણ પર બનેલ કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ માટે પ્રોટોકોલ કન્વર્ટર તરીકે કાર્ય કરે છે.

ફીલ્ડબસ પાવર સપ્લાય

H1 નેટવર્કમાં પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે, કારણ કે ડેટા એક્સચેન્જ શક્ય બનવા માટે, ડેટા કેબલમાં વોલ્ટેજ 9 થી 32 V DC ની રેન્જમાં જાળવવું આવશ્યક છે. ફીલ્ડ ઉપકરણો ડેટા બસ દ્વારા સંચાલિત હોય કે ફીલ્ડ પાવર સપ્લાય દ્વારા, નેટવર્કને બસ પાવર સપ્લાયની જરૂર હોય છે.

તેથી, તેમનો મુખ્ય હેતુ બસમાં જરૂરી વિદ્યુત પરિમાણો જાળવવાનો છે, તેમજ નેટવર્ક સાથે જોડાયેલા ઉપકરણોને પાવર આપવાનો છે. બસ પાવર સપ્લાય પરંપરાગત વીજ પુરવઠો કરતાં અલગ છે કારણ કે તેમાં ડેટા ટ્રાન્સમિશન ફ્રીક્વન્સીઝ પર અનુરૂપ આઉટપુટ સર્કિટ અવરોધ હોય છે. જો તમે H1 નેટવર્કને પાવર કરવા માટે 12 અથવા 24 V પાવર સપ્લાયનો સીધો ઉપયોગ કરો છો, તો સિગ્નલ ખોવાઈ જશે અને બસમાં માહિતીનું વિનિમય શક્ય બનશે નહીં.

રીડન્ડન્ટ ફીલ્ડબસ પાવર સપ્લાય કરે છે FB-PS (4 સેગમેન્ટ માટે એસેમ્બલી).

વિશ્વસનીય બસ પાવર પ્રદાન કરવાના મહત્વને જોતાં, દરેક નેટવર્ક સેગમેન્ટ માટે પાવર સપ્લાય બિનજરૂરી હોઈ શકે છે. ફોનિક્સ સંપર્ક FB-PS પાવર સપ્લાય ઓટો કરંટ બેલેન્સિંગ ટેક્નોલોજીને સપોર્ટ કરે છે. ASV પાવર સ્ત્રોતો વચ્ચે સપ્રમાણ ભાર પૂરો પાડે છે, જે તેમની તાપમાનની સ્થિતિ પર ફાયદાકારક અસર કરે છે અને આખરે તેમની સેવા જીવનમાં વધારો કરે છે.

H1 પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ સામાન્ય રીતે નિયંત્રક કેબિનેટમાં સ્થિત છે.

ઈન્ટરફેસ ઉપકરણો

કપ્લીંગ ઉપકરણો ફીલ્ડ ઉપકરણોના જૂથને મુખ્ય ડેટા બસ સાથે જોડવા માટે રચાયેલ છે. તેઓ જે કાર્યો કરે છે તેના આધારે, તેઓને બે પ્રકારમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે: સેગમેન્ટ પ્રોટેક્શન મોડ્યુલ્સ (સેગમેન્ટ પ્રોટેક્ટર) અને ફીલ્ડ બેરિયર્સ (ફીલ્ડ બેરિયર્સ).

પ્રકાર ગમે તે હોય, ઇન્ટરફેસ ઉપકરણો નેટવર્કને શોર્ટ સર્કિટ અને આઉટગોઇંગ લાઇનમાં ઓવરકરન્ટ્સથી સુરક્ષિત કરે છે. જ્યારે શોર્ટ સર્કિટ થાય છે, ત્યારે ઈન્ટરફેસ ઉપકરણ ઈન્ટરફેસ પોર્ટને બ્લોક કરે છે, શોર્ટ સર્કિટને સમગ્ર સિસ્ટમમાં ફેલાતા અટકાવે છે અને આ રીતે અન્ય નેટવર્ક ઉપકરણો વચ્ચે માહિતીના વિનિમયની ખાતરી આપે છે. લાઇન પર શોર્ટ સર્કિટ દૂર કર્યા પછી, અગાઉ અવરોધિત સંચાર પોર્ટ ફરીથી કામ કરવાનું શરૂ કરે છે.

ફિલ્ડ બેરિયર્સ મુખ્ય બસના બિન-આંતરિક રીતે સલામત સર્કિટ અને કનેક્ટેડ ફિલ્ડ ડિવાઇસ (શાખાઓ)ના આંતરિક રીતે સુરક્ષિત સર્કિટ વચ્ચે ગેલ્વેનિક આઇસોલેશન પણ પ્રદાન કરે છે.

ભૌતિક રીતે, ઇન્ટરફેસ ઉપકરણો પણ બે પ્રકારના હોય છે - બ્લોક અને મોડ્યુલર. સેગમેન્ટ પ્રોટેક્શન કાર્યક્ષમતા સાથે FB-12SP પ્રકારના બ્લોક ઈન્ટરફેસ ઉપકરણો તમને ઝોન 2 માં ફીલ્ડ ઉપકરણોને કનેક્ટ કરવા માટે આંતરિક રીતે સુરક્ષિત IC સર્કિટનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે, અને FB-12SP ISO ફીલ્ડ અવરોધો તમને આંતરિક રીતે સુરક્ષિત IA નો ઉપયોગ કરીને ઝોન 1 અને 0 માં ઉપકરણોને કનેક્ટ કરવાની મંજૂરી આપે છે. સર્કિટ

ફોનિક્સ સંપર્કમાંથી FB-12SP અને FB-6SP કપ્લર્સ.

મોડ્યુલર ઉપકરણોનો એક ફાયદો એ છે કે ફીલ્ડ ઉપકરણોને કનેક્ટ કરવા માટે જરૂરી ચેનલોની સંખ્યા પસંદ કરીને સિસ્ટમને સ્કેલ કરવાની ક્ષમતા. વધુમાં, મોડ્યુલર ઉપકરણો લવચીક માળખાં બનાવવાની મંજૂરી આપે છે. એક ડિસ્ટ્રિબ્યુશન કેબિનેટમાં સેગમેન્ટ પ્રોટેક્શન મોડ્યુલ્સ અને ફીલ્ડ બેરિયર્સને જોડવાનું શક્ય છે, એટલે કે, એક કેબિનેટમાંથી વિસ્ફોટના જોખમી ઝોનમાં સ્થિત ફિલ્ડ ડિવાઇસને કનેક્ટ કરવું. કુલ મળીને, એક બસમાં 12 ડ્યુઅલ-ચેનલ FB-2SP મોડ્યુલ્સ અથવા સિંગલ-ચેનલ FB-ISO બેરિયર મોડ્યુલ્સ ઇન્સ્ટોલ કરી શકાય છે, આમ ઝોન 24 માં એક કેબિનેટથી 2 ફીલ્ડ ડિવાઇસ અથવા ઝોન 12 માં 1 સેન્સર સુધી કનેક્ટ થઈ શકે છે. 0.

ઇન્ટરફેસ ઉપકરણોને વિશાળ તાપમાન શ્રેણીમાં સંચાલિત કરી શકાય છે અને ઓછામાં ઓછા IP54 ની ધૂળ અને ભેજ સુરક્ષાની ડિગ્રી સાથે વિસ્ફોટ-પ્રૂફ એન્ક્લોઝર Ex e, Ex d માં ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે, જેમાં નિયંત્રણ ઑબ્જેક્ટની શક્ય તેટલી નજીકનો સમાવેશ થાય છે.

સર્જ સંરક્ષણ ઉપકરણો

H1 ફિલ્ડ લેવલ નેટવર્ક્સ ખૂબ લાંબા સેગમેન્ટ્સ બનાવી શકે છે, અને સંચાર રેખાઓ એવા સ્થળોએ ચાલી શકે છે જ્યાં ઉછાળો શક્ય હોય. પલ્સ ઓવરવોલ્ટેજને નજીકની કેબલ લાઈનોમાં વીજળીના ડિસ્ચાર્જ અથવા શોર્ટ સર્કિટને કારણે પ્રેરિત સંભવિત તફાવત તરીકે સમજવામાં આવે છે. પ્રેરિત વોલ્ટેજ, જેની તીવ્રતા કેટલાંક કિલોવોલ્ટના ક્રમ પર છે, તે કિલોએમ્પીયરના ડિસ્ચાર્જ પ્રવાહોના પ્રવાહનું કારણ બને છે. આ બધી ઘટનાઓ માઇક્રોસેકન્ડમાં થાય છે, પરંતુ H1 નેટવર્ક ઘટકોની નિષ્ફળતા તરફ દોરી શકે છે. આવી અસાધારણ ઘટનાથી સાધનોને બચાવવા માટે, એસપીડીનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે. પરંપરાગત ફીડ-થ્રુ ટર્મિનલ્સને બદલે SPD નો ઉપયોગ પ્રતિકૂળ પરિસ્થિતિઓમાં સિસ્ટમના વિશ્વસનીય અને સલામત સંચાલનની ખાતરી આપે છે.

તેના ઓપરેશનનો સિદ્ધાંત સર્કિટમાં ડિસ્ચાર્જ કરંટના પ્રવાહ માટે નેનોસેકન્ડ રેન્જમાં અર્ધ-શોર્ટ સર્કિટના ઉપયોગ પર આધારિત છે જે આવા તીવ્રતાના પ્રવાહોના પ્રવાહને ટકી શકે તેવા તત્વોનો ઉપયોગ કરે છે.

એસપીડીના પ્રકારો મોટી સંખ્યામાં છે: સિંગલ-ચેનલ, ડબલ-ચેનલ, બદલી શકાય તેવા પ્લગ સાથે, વિવિધ પ્રકારના ડાયગ્નોસ્ટિક્સ સાથે - બ્લિંકર, ડ્રાય કોન્ટેક્ટના સ્વરૂપમાં. ફોનિક્સ કોન્ટેક્ટના અત્યાધુનિક ડાયગ્નોસ્ટિક ટૂલ્સ તમને ઈથરનેટ-આધારિત ડિજિટલ સેવાઓનો ઉપયોગ કરીને સર્જ પ્રોટેક્ટર્સને મોનિટર કરવામાં સક્ષમ કરે છે. રશિયામાં કંપનીનો પ્લાન્ટ ફાઉન્ડેશન ફીલ્ડબસ સિસ્ટમ્સ સહિત વિસ્ફોટક વાતાવરણમાં ઉપયોગ માટે પ્રમાણિત ઉપકરણોનું ઉત્પાદન કરે છે.

બસ ટર્મિનેટર

ટર્મિનેટર નેટવર્કમાં બે કાર્યો કરે છે - તે ફીલ્ડ બસ પ્રવાહને શન્ટ કરે છે, જે સિગ્નલ મોડ્યુલેશનના પરિણામે ઉદ્ભવે છે અને સિગ્નલને મુખ્ય લાઇનના છેડાથી પ્રતિબિંબિત થતા અટકાવે છે, આમ અવાજ અને જિટર (ફેઝ જિટર) ના દેખાવને અટકાવે છે. ડિજિટલ સિગ્નલનો). આમ, ટર્મિનેટર તમને નેટવર્ક પર અચોક્કસ ડેટાના દેખાવને અથવા એકસાથે ડેટાના નુકસાનને ટાળવા દે છે.

H1 નેટવર્કના દરેક સેગમેન્ટમાં સેગમેન્ટના દરેક છેડે બે ટર્મિનેટર હોવા આવશ્યક છે. ફોનિક્સ કોન્ટેક્ટ બસ પાવર સપ્લાય અને કપ્લર્સ સ્વિચ કરી શકાય તેવા ટર્મિનેટરથી સજ્જ છે. નેટવર્કમાં વધારાના ટર્મિનેટર્સની હાજરી, ઉદાહરણ તરીકે, ભૂલને કારણે, ઇન્ટરફેસ લાઇનમાં સિગ્નલ સ્તરને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડશે.

વિભાગો વચ્ચે માહિતી વિનિમય

ફિલ્ડ ઉપકરણો વચ્ચે માહિતીનું વિનિમય એક સેગમેન્ટ સુધી મર્યાદિત નથી, પરંતુ નેટવર્કના વિવિધ વિભાગો વચ્ચે શક્ય છે, જે નિયંત્રક અથવા ઈથરનેટ-આધારિત પ્લાન્ટ નેટવર્ક દ્વારા કનેક્ટ થઈ શકે છે. આ કિસ્સામાં, ફાઉન્ડેશન ફીલ્ડબસ એચએસઇ પ્રોટોકોલ અથવા વધુ લોકપ્રિય, ઉદાહરણ તરીકે, મોડબસ ટીસીપીનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.

HSE નેટવર્ક બનાવતી વખતે, ઔદ્યોગિક-ગ્રેડ સ્વીચોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. પ્રોટોકોલ રિંગ રીડન્ડન્સીને મંજૂરી આપે છે. આ કિસ્સામાં, એ યાદ રાખવું યોગ્ય છે કે રિંગ ટોપોલોજીમાં, જ્યારે કમ્યુનિકેશન ચેનલો તૂટી જાય ત્યારે કદ અને જરૂરી નેટવર્ક કન્વર્જન્સ સમયના આધારે સ્વીચોએ રીડન્ડન્સી પ્રોટોકોલ (RSTP, MRP અથવા એક્સટેન્ડેડ રિંગ રીડન્ડન્સી)માંથી એકનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ.

OPC ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ કરીને તૃતીય-પક્ષ સિસ્ટમો સાથે HSE-આધારિત સિસ્ટમોનું એકીકરણ શક્ય છે.

વિસ્ફોટ સાબિતી પદ્ધતિઓ

વિસ્ફોટ-પ્રૂફ સિસ્ટમ બનાવવા માટે, ફક્ત સાધનોની વિસ્ફોટ-પ્રૂફ લાક્ષણિકતાઓ અને સાઇટ પર તેના યોગ્ય સ્થાનની પસંદગી દ્વારા માર્ગદર્શન આપવું પૂરતું નથી. સિસ્ટમની અંદર, દરેક ઉપકરણ તેના પોતાના પર કાર્ય કરતું નથી, પરંતુ એક નેટવર્કમાં કાર્ય કરે છે. ફાઉન્ડેશન ફિલ્ડબસ H1 નેટવર્ક્સમાં, વિવિધ જોખમી વિસ્તારોમાં સ્થિત ઉપકરણો વચ્ચે માહિતીના વિનિમયમાં માત્ર ડેટાનું ટ્રાન્સફર જ નહીં, પરંતુ વિદ્યુત ઊર્જાનું ટ્રાન્સફર પણ સામેલ છે. ઊર્જાનો જથ્થો જે એક ઝોનમાં સ્વીકાર્ય હતો તે બીજા ઝોનમાં સ્વીકાર્ય ન હોઈ શકે. તેથી, ફીલ્ડ નેટવર્ક્સની વિસ્ફોટ સલામતીનું મૂલ્યાંકન કરવા અને તેની ખાતરી કરવા માટે શ્રેષ્ઠ પદ્ધતિ પસંદ કરવા માટે, એક વ્યવસ્થિત અભિગમનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિઓ પૈકી, સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી આંતરિક સલામતી સુનિશ્ચિત કરવાની પદ્ધતિઓ છે.

જ્યારે ફીલ્ડબસની વાત આવે છે, ત્યારે હાલમાં આંતરિક સલામતી હાંસલ કરવાની ઘણી રીતો છે: પરંપરાગત IS અવરોધ પદ્ધતિ, FISCO ખ્યાલ અને હાઇ પાવર ટ્રંક ટેકનોલોજી (HPT).

પ્રથમ IS અવરોધોના ઉપયોગ પર આધારિત છે અને 4-20 mA એનાલોગ સિગ્નલો પર આધારિત નિયંત્રણ સિસ્ટમોમાં ઉપયોગમાં લેવાતા સાબિત ખ્યાલનો અમલ કરે છે. આ પદ્ધતિ સરળ અને ભરોસાપાત્ર છે, પરંતુ જોખમી ઝોન 0 અને 1 થી 80 mA માં ફીલ્ડ ઉપકરણોને વીજ પુરવઠો મર્યાદિત કરે છે. આ કિસ્સામાં, આશાવાદી આગાહી મુજબ, 4 mA ના વપરાશ સાથે સેગમેન્ટ દીઠ 20 થી વધુ ફીલ્ડ ઉપકરણોને કનેક્ટ કરવું શક્ય છે, પરંતુ વ્યવહારમાં 2 કરતા વધુ નહીં. આ કિસ્સામાં, સિસ્ટમ અસ્તિત્વમાં છે તે તમામ ફાયદા ગુમાવે છે ફાઉન્ડેશન ફીલ્ડબસમાં અને વાસ્તવમાં પોઈન્ટ-ટુ-પોઈન્ટ ટોપોલોજી તરફ દોરી જાય છે, જ્યારે મોટી સંખ્યામાં ફીલ્ડ ઉપકરણોને જોડવા માટે, સિસ્ટમને ઘણા સેગમેન્ટમાં વિભાજિત કરવી આવશ્યક છે. આ પદ્ધતિ મુખ્ય કેબલ અને શાખાઓની લંબાઈને પણ નોંધપાત્ર રીતે મર્યાદિત કરે છે.

FISCO કોન્સેપ્ટ "નેશનલ મેટ્રોલોજિકલ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ જર્મની" દ્વારા વિકસાવવામાં આવ્યો હતો અને પછીથી IEC ધોરણોમાં અને પછી GOST માં સમાવવામાં આવ્યો હતો. ફીલ્ડ નેટવર્કની આંતરિક સલામતીને સુનિશ્ચિત કરવા માટે, ખ્યાલમાં અમુક પ્રતિબંધોને પૂર્ણ કરતા ઘટકોનો ઉપયોગ સામેલ છે. આઉટપુટ પાવરની દ્રષ્ટિએ પાવર સપ્લાય માટે, પાવર વપરાશ અને ઇન્ડક્ટન્સના સંદર્ભમાં ફીલ્ડ ડિવાઇસ માટે, પ્રતિકાર, કેપેસીટન્સ અને ઇન્ડક્ટન્સના સંદર્ભમાં કેબલ માટે સમાન નિયંત્રણો ઘડવામાં આવે છે. આવા પ્રતિબંધો એ હકીકતને કારણે છે કે કેપેસિટીવ અને પ્રેરક તત્વો ઊર્જા એકઠા કરી શકે છે, જે કટોકટી સ્થિતિમાં, સિસ્ટમના કોઈપણ તત્વને નુકસાનની સ્થિતિમાં, મુક્ત થઈ શકે છે અને સ્પાર્ક ડિસ્ચાર્જનું કારણ બની શકે છે. વધુમાં, ખ્યાલ બસ પાવર સિસ્ટમમાં રીડન્ડન્સીના ઉપયોગને પ્રતિબંધિત કરે છે.

FISCO જોખમી વિસ્તારોમાં ફિલ્ડ બેરિયર પદ્ધતિની સરખામણીમાં ઉપકરણોને પાવર આપવા માટે વધુ કરંટ પૂરો પાડે છે. 115 mA અહીં ઉપલબ્ધ છે, જેનો ઉપયોગ સેગમેન્ટમાં 4-5 ઉપકરણોને પાવર કરવા માટે થઈ શકે છે. જો કે, મુખ્ય કેબલ અને શાખાઓની લંબાઈ પર પણ નિયંત્રણો છે.

હાઈ પાવર ટ્રંક ટેકનોલોજી હાલમાં ફાઉન્ડેશન ફીલ્ડબસ નેટવર્ક્સમાં સૌથી સામાન્ય આંતરિક સલામતી ટેકનોલોજી છે કારણ કે તેમાં અવરોધ-સંરક્ષિત અથવા FISCO નેટવર્ક્સમાં અસ્તિત્વમાં છે તેવા ગેરફાયદા નથી. HPT ના ઉપયોગથી, નેટવર્ક સેગમેન્ટમાં ફીલ્ડ ઉપકરણોની મર્યાદા હાંસલ કરવી શક્ય છે.

ટેક્નોલોજી નેટવર્કના વિદ્યુત પરિમાણોને મર્યાદિત કરતી નથી જ્યાં આ જરૂરી નથી, ઉદાહરણ તરીકે, બેકબોન કમ્યુનિકેશન લાઇન પર, જ્યાં સાધનોની જાળવણી અને ફેરબદલની જરૂર નથી. વિસ્ફોટક ઝોનમાં સ્થિત ફિલ્ડ ઉપકરણોને કનેક્ટ કરવા માટે, ક્ષેત્ર અવરોધોની કાર્યક્ષમતાવાળા ઇન્ટરફેસ ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે સેન્સરને પાવર કરવા માટે નેટવર્કના વિદ્યુત પરિમાણોને મર્યાદિત કરે છે અને નિયંત્રણ ઑબ્જેક્ટની બાજુમાં સીધા જ સ્થિત છે. આ કિસ્સામાં, સમગ્ર સેગમેન્ટમાં વિસ્ફોટ સુરક્ષા Ex e (વધેલી સુરક્ષા) નો ઉપયોગ થાય છે.

સોર્સ: www.habr.com