Foundation Fieldbus Ă«shtĂ« njĂ« sistem digjital komunikimi qĂ« pĂ«rdoret nĂ« automatizim, sĂ« bashku me teknologjitĂ« e tjera si Profibus, Modbus ose HART. Kjo teknologji shfaqet disa kohĂ« mĂ« vonĂ« se konkurrencat e saj: redaktimi i parĂ« i standardit Ă«shtĂ« datuar nĂ« vitin 1996 dhe nĂ« kĂ«tĂ« moment pĂ«rfshin dy protokolle tĂ« komunikimit mes pjesĂ«marrĂ«sve nĂ« rrjet â H1 dhe HSE (Ethernet me ShpejtĂ«si tĂ« LartĂ«).
Protokolli H1 përdoret për komunikim në nivelin e sensorëve dhe kontrollorëve, dhe rrjeti i tij bazohet në standardin e nivelit fizik IEC 61158-2, duke lejuar një shpejtësi transmetimi prej 31.25 kbit/s. Gjithashtu, fuqizimi i pajisjeve të terrenit mund të organizohet nga Autobusi i transmetimit të të dhënave. Rrjeti HSE bazohet në rrjete të shpejta Ethernet (100/1000 Mbit/s) dhe përdoret për ndërtimin e rrjeteve të Automatizimit të Kontrollit të Procesit (ACU TP) në nivelin e kontrolleve dhe sistemeve të menaxhimit të ndërmarrjeve.
Kjo teknologji është e aplikueshme në ndërtimin e ACU TP për çdo objekt industrial, por ka marrë popullaritet më të madh në ndërmarrjet e industrisë naftë-gaz dhe kimike.
Mundësitë e teknologjisë
Foundation Fieldbus u zhvillua si një alternativë ndaj modelit tradicional të sistemeve të automatizuara të kontrollit të bazuara në sensorë analogë dhe ka marrë një sërë avantazhesh si përballë modelit tradicional ashtu edhe sistemeve dixhitale të bazuara në Profibus ose HART.
Një nga avantazhet kryesore është shkalla e lartë e besueshmërisë dhe disponueshmërisë së sistemeve. H1, që arrihet përmes dy faktorëve:
- përdorimit të pajisjeve inteligjente në nivelin fushor (sensorë dhe mekanizma ekzekutues);
- mundësisë për të organizuar këmbimin e informacionit direkt midis pajisjeve në nivelin fushor pa pjesëmarrjen e kontrolluesit.
Inteligjenca e pajisjeve të fushës qëndron në mundësinë për të vendosur algoritme kontrolli dhe përpunimi të informacionit, që zakonisht realizohen në kontrollues. Në praktikë, kjo i jep sistemit mundësinë për të vazhduar punën edhe në rastin e dëmtimit të kontrolluesit. Për këtë, është e nevojshme që pajisjet e fushës të konfigurohen në mënyrë të duhur, si dhe të sigurohet një sistem i besueshëm i furnizimit me energji për autobusin e fushës.
Përfitimet shtesë që jepen nga dixhitalizimi i sistemit të menaxhimit dhe përdorimi i sensorëve inteligjentë, qëndrojnë në mundësinë për të marrë një sasi më të madhe të dhënash, përveç matjes, nga çdo pajisje në terren, e cila në fund të fundit zgjeron fushën e vëzhgimit të procesit, i cili në sistemet tradicionale analoge është i kufizuar nga sistemi i hyrjes dhe daljes së sinjaleve.
PĂ«rdorimi i topologjisĂ« pĂ«r autobuz nĂ« rrjetin H1 lejon shkurtimin e gjatĂ«si tĂ« linjave tĂ« kabllove, reduktimin e punĂ«ve tĂ« montimit, heqjen dorĂ« nga pĂ«rdorimi i pajisjeve shtesĂ« nĂ« sistemet e menaxhimit: moduleve tĂ« hyrjes dhe daljes, burimeve tĂ« energjisĂ«, dhe nĂ« zona tĂ« rrezikshme â barrierave tĂ« mbrojtjes nga shpĂ«rthimi.
H1 lejon përdorimin e kabllove të linjave të komunikimit të sensorëve 4-20 mA, çka mund të përdoret gjatë modernizimit të sistemeve të vjetra të menaxhimit. Falë përdorimit të parimeve të sigurisë nga shpërthimi, teknologjia përdoret gjerësisht në mjedise të rrezikshme. Standardizimi vetë garanton zëvendësueshmërinë dhe përputhshmërinë e pajisjeve nga prodhues të ndryshëm, dhe falë pajisjeve portë është e mundur të lidhesh rrjeti i pajisjeve në fushë me rrjetet e menaxhimit të proceseve industriale të ndërtuara mbi Ethernet.
Ngjashmëria më e madhe e Foundation Fieldbus H1 është me sistemet Profibus PA. Të dy teknologjitë bazohen në të njëjtin standard të nivelit fizik, prandaj shpejtësitë e transmetimit të të dhënave janë të njëjta për këto sisteme, përdorimi i kodimit mançester, parametrat elektrikë të linjës së komunikimit, sasia e fuqisë së mundshme të transmetuar, dhe gjatësia maximale e kabllit në segmentin e rrjetit (1900 m). Gjithashtu, në të dy sistemet është e mundur të përdoren deri në 4 ripitues, duke e bërë kështu që gjatësia e segmentit të arrijë deri në 9,5 km. Të përbashkëta janë gjithashtu topologjitë e mundshme të rrjetit në sistemin e menaxhimit, si dhe parimet e sigurimit të sigurisë nga shpërthimi.
Komponentët e sistemit
Elementët kryesorë të rrjetit Foundation Fieldbus H1 janë:
- kontrolluesi i sistemit të decentralizuar të menaxhimit (DCS);
- burimet e energjisë së autobusit të fushës;
- dispozita të lidhura në bllok ose modulare;
- terminatorët e autobusit;
- dispozitat inteligjente në fushë.
Po ashtu, në sistem mund të jenë të pranishme pajisje gateway (Linking Device), konvertorë protokollesh, UPS dhe ripërtëritës.
Topologjia e rrjetit
NjĂ« koncept i rĂ«ndĂ«sishĂ«m nĂ« rrjetin H1 Ă«shtĂ« koncepti i segmentit. Ai pĂ«rbĂ«n njĂ« linjĂ« kryesore tĂ« komunikimit (Trunk), me degĂ«t qĂ« i nxjerrin (Spur), nĂ« tĂ« cilat lidhen pajisjet nĂ« fushĂ«. Kablli kryesor fillon nga burimi i energjisĂ« sĂ« autobusit dhe zakonisht pĂ«rfundon nĂ« pajisjen e fundit tĂ« lidhjes. PĂ«r lidhjen e kontrolluesit me pajisjet nĂ« fushĂ«, lejohet katĂ«r lloje topologjie: pikĂ« pĂ«r pikĂ«, shpetĂ«, autobus dhe pemĂ«. Ădo segment mund tĂ« ndĂ«rtohet si me pĂ«rdorimin e njĂ« topologjie tĂ« veçantĂ«, ashtu dhe me kombinimin e tyre.
Në përdorimin e topologjisë pikë-pikë, çdo pajisje në terren lidhet drejtpërdrejt me kontrolluesin. Në këtë mënyrë, çdo pajisje e lidhur formon segmente të veta të rrjetit. Kjo topologji tregon disavantazhe, sepse heq nga sistemi pothuajse të gjitha avantazhet që ofron Foundation Fieldbus. Në kontrollues angazhohen shumë interface, dhe për furnizimin e pajisjeve në terren nga autobusi të dhënash, çdo linjë lidhjeje kërkon burim energjie të saj për autobusin në terren. Gjatësia e linjave të lidhjes është shumë e madhe, dhe shkëmbimi i informacionit midis pajisjeve bëhet vetëm përmes kontrolluesit, gjë që nuk lejon përdorimin e parimit të qëndrueshmërisë së lartë të sistemeve H1.
Topologjia e shllefit pĂ«rfshin lidhjen e radhĂ«s sĂ« pajisjeve fushore mes tyre. KĂ«tu, tĂ« gjitha pajisjet fushore janĂ« tĂ« bashkuara nĂ« njĂ« segment, çka lejon pĂ«rdorimin e burimeve mĂ« tĂ« vogla. MegjithatĂ«, kjo topologji ka edhe disavantazhe â nĂ« radhĂ« tĂ« parĂ«, Ă«shtĂ« e nevojshme tĂ« parashikohet metodologji pĂ«r tĂ« siguruar qĂ« prishja e njĂ«rit nga sensorĂ«t ndĂ«rmjetĂ«s tĂ« mos çojĂ« nĂ« ndĂ«rprerjen e komunikimit me tĂ« tjerĂ«t. NjĂ« tjetĂ«r disavantazh Ă«shtĂ« mungesa e mbrojtjes nga shkarkimi i shkurtĂ«r nĂ« linjĂ«n e komunikimit, ku shkĂ«mbimi i informacionit nĂ« segment do tĂ« jetĂ« i pamundur.
TopologjitĂ« mĂ« tĂ« besueshme dhe praktike janĂ« dy tĂ« tjera â topologjia e shulloit dhe topologjia e pemĂ«s, tĂ« cilat kanĂ« gjetur pĂ«rdorim mĂ« tĂ« madh nĂ« praktikĂ« pĂ«r ndĂ«rtimin e rrjeteve H1. QĂ«llimi i kĂ«tyre topologjive Ă«shtĂ« pĂ«rdorimi i pajisjeve lidhĂ«se pĂ«r tĂ« lidhur pajisjet fushore me linjĂ«n kryesore tĂ« komunikimit. Pajisjet lidhĂ«se lejojnĂ« lidhjen e çdo pajisjeje fushore me ndĂ«rfaqen e saj pĂ«rkatĂ«se.
Parametrat e rrjetit
ĂĂ«shtjet e rĂ«ndĂ«sishme nĂ« ndĂ«rtimin e njĂ« rrjeti H1 janĂ« parametrat fizikĂ« tĂ« tij â sa pajisje fushore mund tĂ« pĂ«rdoren nĂ« njĂ« segment, cila Ă«shtĂ« gjatĂ«sia maksimale e njĂ« segmenti, dhe cila Ă«shtĂ« gjatĂ«sia e degĂ«ve tĂ« tij. P pĂ«rgjigjja nĂ« kĂ«to pyetje varet nga lloji i furnizimit me energji dhe konsumit tĂ« energjisĂ« sĂ« pajisjeve fushore, dhe pĂ«r objektet e rrezikshme â menaxhimi i sigurisĂ« ndaj shpĂ«rthimit.
Numri maksimum i pajisjeve fushore në një segment (32) mund të arrihet vetëm në rast se ato furnizohen nga burime lokale dhe në mungesë të mjeteve për sigurinë ndaj shpërthimit. Kur pajisjet dhe mekanizmat kontrollohen nga autobusi i të dhënave, numri maksimum i pajisjeve mund të jetë vetëm 12 ose më pak, në varësi të mënyrave të sigurisë ndaj shpërthimit.
Varësia e numrit të pajisjeve fushore nga mënyra e furnizimit dhe metodat e sigurisë ndaj shpërthimit.
GjatĂ«sia e segmentit tĂ« rrjetit pĂ«rcaktohet nga lloji i kabllit tĂ« pĂ«rdorur. GjatĂ«sia maksimale prej 1900 m arrihet me pĂ«rdorimin e kabllit tĂ« tipit A (çifti i kthyer me ekran). Me pĂ«rdorimin e kabllit tĂ« tipit D (kabll multidel me ekran tĂ« pĂ«rbashkĂ«t) â vetĂ«m 200 m. GjatĂ«sia e segmentit kupton shumĂ«n e gjatĂ«sive tĂ« kabllit kryesor dhe tĂ« gjitha deget e tij.
Varësia e gjatësisë së segmentit nga tipi i kabllit.
GjatĂ«sia e degeve varet nga numri i pajisjeve nĂ« segmentin e rrjetit. Pra, me numrin e pajisjeve deri nĂ« 12 â kjo Ă«shtĂ« maksimumi prej 120 m. NĂ«se nĂ« segment janĂ« 32 pajisje, gjatĂ«sia maksimale e degeve do tĂ« jetĂ« vetĂ«m 1 m. Kur lidhen pajisjet nĂ« terren me njĂ« shufĂ«r, çdo pajisje shtesĂ« redukton gjatĂ«sinĂ« e degĂ«s me 30 m.
Varësia e gjatësisë së degeve nga kablli kryesor nga numri i pajisjeve në terren në segment.
Të gjithë këta faktorë ndikojnë drejtpërdrejt në strukturën dhe topologjinë e sistemit. Për të përshpejtuar procesin e projektimit të rrjetit, përdoren komplekse speciale software, si DesignMate nga organizata FieldComm Group ose Fieldbus Network Planner nga kompania Phoenix Contact. Programet lejojnë llogaritjen e parametrave fizikë dhe elektrikë të rrjetit H1, duke marrë parasysh të gjithë kufizimet e mundshme.
Qëllimi i komponentëve të sistemit
Kontrolluesi
Detyra e kontrolluesit Ă«shtĂ« tĂ« realizojĂ« funksionet e Aktiv Planifikuesit tĂ« Lidhjeve (LAS) â pajisjes kryesore qĂ« menaxhon rrjetin duke dĂ«rguar mesazhe shĂ«rbimi. LAS-iniciojnĂ« shkĂ«mbimin e informacionit midis pjesĂ«marrĂ«sve nĂ« rrjet me mesazhe tĂ« planifikuara (sipĂ«r orarit) ose tĂ« paplanifikuara, realizon diagnostikimin dhe sinkronizimin e tĂ« gjitha pajisjeve.
Përveç kësaj, kontrolluesi përgjigjet për adresimin automatik të pajisjeve në fushë, duke vepruar si një pajisje portë që ofron një ndërfaqe Ethernet për komunikim me nivelin e sipërm të sistemit të menaxhimit bazuar në Foundation Fieldbus HSE ose protokoll tjetër komunikimi. Për nivelin e sipërm të sistemit, kontrolluesi ofron funksione monitorimi dhe menaxhimi nga ana e operatorit, si dhe funksione për konfigurimin e largët të pajisjeve në fushë.
Në rrjet mund të ketë disa Planifikues Aktiv të Lidhjeve, që garantojnë rezervimin e funksioneve që janë vendosur në to. Në sistemet moderne, funksionet LAS mund të realizohen në pajisjen portë, e cila vepron si një konvertues protokollesh për sistemet e menaxhimit, të ndërtuara mbi një standard të ndryshëm nga Foundation Fieldbus HSE.
Burimet e energjisë së autobusit në fushë
Sistemi i energjisë në rrjetin H1 luan një rol kyç, sepse për mundësinë e shkëmbimit të informacionit në kabllon e transferimit të të dhënave duhet të mbahet një tension në kufijtë nga 9 deri në 32 V DC. Pavarësisht nëse pajisjet fushore furnizohen nga autobusi i transferimit të të dhënave ose nga burimet e energjisë në vend, rrjeti ka nevojë për burime të energjisë së autobusit.
Prandaj, qëllimi i tyre kryesor është të mbajnë parametrat elektrikë të kërkuar në autobus, si dhe të furnizojnë pajisjet e lidhura me rrjetin. Ndryshe nga blloqet e zakonshme të energjisë, burimet e energjisë së autobusit dallohen nga impedanca përkatëse e qarkut të daljes në frekuencat e transferimit të të dhënave. Nëse blloqet e energjisë 12 ose 24 V përdoren për të furnizuar rrjetin H1 drejtpërdrejt, sinjali do të humbasë, dhe shkëmbimi i informacionit në autobus do të jetë i pamundur.
Burimet e rezervuara të energjisë për autobusët fushorë FB-PS (montim për 4 segmente).
Duke marrë parasysh rëndësinë e sigurisë së furnizimit të energjisë së autobusit, burimet e energjisë për çdo segment të rrjetit mund të rezervohen. Burimet e energjisë FB-PS nga Phoenix Contact mbështesin teknologjinë e balancimit automatik të ngarkesës së rrymës (Auto Current Balancing). ABR siguron një ngarkesë simetrike ndërmjet burimeve të energjisë, e cila ka një efekt pozitiv në regjimin e tyre të temperaturës dhe përfundimisht çon në rritjen e jetës së tyre të shërbimit.
Sistemi i furnizimit me energji të rrjetit H1 zakonisht ndodhet në kabinetin e kontrollit.
Dispozitat e lidhjes
Dispozitat e lidhjes janë të destinuara për të lidhur një grup pajisjesh në terren me autobusin kryesor të transfertës së të dhënave. Sipas funksioneve të ekzekutuara, ato ndahen në dy lloje: modulët e mbrojtjes së segmentit (Segment Protectors) dhe barriera të terrenit (Field Barriers).
Pavarësisht nga lloji, pajisjet e lidhjes mbrojnë rrjetin nga shkurtimet e qarkut dhe mbingarkesat në energji në linjat e daljes. Kur ndodh një shkurtim qarku, pajisja e lidhjes bllokon portin ndërfaqësor, duke mos lejuar që shkurtimi të përhapet në sistem dhe duke garantuar kështu shkëmbimin e informacionit midis pajisjeve të tjera në rrjet. Pas eliminimit të shkurtimit në linjë, porta e komunikimit e mëparshme e bllokuar fillon sërish të funksionojë.
Barrierat fushore sigurojnë plotësisht ndarje galvanike midis qarqeve të zakonshme të busit dhe qarqeve të sigurta për shpërthim të pajisjeve fushore që lidhen (deve).
Fizikisht, pajisjet e lidhjes gjithashtu ndahen nĂ« dy lloje â nĂ« version block dhe modular. Pajisjet e lidhjes tĂ« tipit FB-12SP me funksionalitetin e mbrojtjes sĂ« segmentit lejojnĂ« pĂ«rdorimin e qarqeve tĂ« sigurta pĂ«r shpĂ«rthim IC pĂ«r lidhjen e pajisjeve fushore nĂ« ZonĂ«n 2, ndĂ«rsa barrierat fushore FB-12SP ISO lejojnĂ« lidhjen e pajisjeve nĂ« Zonat 1 dhe 0 me qarqe tĂ« sigurta pĂ«r shpĂ«rthim IA.
Pajisjet e lidhjes FB-12SP dhe FB-6SP nga Phoenix Contact.
Një nga avantazhet e pajisjeve modulare është mundësia për të shkallëzuar sistemin duke zgjedhur numrin e kanaleve të nevojshme për lidhjen e pajisjeve në terren. Përveç kësaj, pajisjet modulare lejojnë krijimin e strukturave fleksibile. Në një kabinet distributiv mund të kombinohen module mbrojtjeje të segmentit dhe barrierat në terren, duke mundësuar lidhjen e pajisjeve në terren që ndodhen në zona të ndryshme të rrezikshme. Në një autobus mund të instalohen deri në 12 module dykanalësh FB-2SP ose module njëkanalësh barrierash FB-ISO, duke lidhur kështu deri në 24 pajisje në terren në Zonën 2 ose deri në 12 sensorë në Zonën 1 ose 0.
Pajisjet e lidhjes mund të operojnë në një gamë të gjerë temperaturash dhe instalohen në mbështjellje të mbrojtura ndaj shpërthimeve Ex e, Ex d me një gradë mbrojtjeje nga pluhuri dhe lagështira jo më të ulët se IP54, duke përfshirë sa më afër që të jetë e mundur objektit të kontrollit.
Pajisjet për mbrojtjen nga ndërprerjet impulsive
Redh e nivelit N1 mund të formojnë segmento shumë të gjatë, dhe linjat e komunikimit mund të kalojnë në vende ku është e mundur formimi i shpërthimeve impulsive. Shpërthimet impulsive janë ndryshime të induktuara të potencialit, të shkaktuara nga shkarkimet e tufave ose shkarkimet e shkurtra në linjat e kabllove përreth. Tensioni i induktuar, i cili ka një magnitudë të rreth disa kilovolteve, shkakton kalimin e rrymave të shkarkimit me magnitudë në kiloamper. Të gjitha këto dukuri ndodhin brenda mikrosekuendash, por mund të çojnë në dëmtimin e komponentëve të rrjetit N1. Për të mbrojtur pajisjet nga dukuritë e tilla, është e nevojshme të përdoren aparate mbrojtëse të tepricës. Përdorimi i aparateve mbrojtëse të tepricës në vend të terminaleve normale garanton një funksionim të besueshëm dhe të sigurt të sistemit në kushte të pafavorshme.
Principi i veprimit të tij bazohet në përdorimin e një shkarkimi pothuajse të shkurtër në një interval nanosekondor për kalimin e rrymave të shkarkimit në një kontur, në të cilin përdoren elementë që janë në gjendje të përballojnë kalimin e rrymave të një magnitude të tillë.
EkzistojnĂ« njĂ« shumĂ«llojshmĂ«ri e madhe e llojeve tĂ« UZIP: njĂ«kanalĂ«se, dykanalĂ«se, me steka tĂ« ndryshueshĂ«m, me lloje tĂ« ndryshme diagnostikimi â si bllokues, kontakt tĂ« thatĂ«. Mjetet moderne tĂ« diagnostikimit nga Phoenix Contact lejojnĂ« monitorimin e UZIP me pĂ«rdorimin e shĂ«rbimeve digjitale mbi Ethernet. NĂ« fabrikĂ«n e kompanisĂ« nĂ« Rusi prodhohen pajisje tĂ« certifikuara pĂ«r pĂ«rdorim nĂ« ambiente tĂ« rrezikshme, duke pĂ«rfshirĂ« sistemet Foundation Fieldbus.
Terminatori i busit
Terminatori kryen dy funksione nĂ« rrjet â shuntim tĂ« rrymĂ«s sĂ« busit tĂ« fushĂ«s, e cila lind si rezultat i modulimit tĂ« sinjalit dhe parandalon pasqyrimin e sinjalit nga skajet e linjĂ«s kryesore, duke parandaluar kĂ«shtu shfaqjen e zhurmave dhe jitrit (lĂ«kundjes fazore tĂ« sinjalit digjital). KĂ«shtu, terminatori ndihmon nĂ« shmangien e shfaqjes sĂ« tĂ« dhĂ«nave tĂ« pasakta nĂ« rrjet ose, deri nĂ« humbjen e tĂ« dhĂ«nave krejtĂ«sisht.
Në çdo segment të rrjetit H1, është e domosdoshme të ketë dy terminatorë në secilën skaj të segmentit. Burimet e energjisë së bus-it dhe pajisjet lidhëse Phoenix Contact vijnë me terminatorë që mund të çaktivizohen. Prania e terminatorëve të tepërta në rrjet, për shembull, si pasojë e një gabimi, do të ulë ndjeshëm nivelin e sinjalit në linjën ndërfaqësore.
Shkëmbimi i informacionit midis segmenteve
Shkëmbimi i informacionit midis pajisjeve fushore nuk kufizohet vetëm në një segment, por është i mundur midis pjesëve të ndryshme të rrjetit, të cilat mund të lidhen përmes kontrolluesit ose rrjetit të ndërmarrjes mbi bazën e Ethernet-it. Në këtë rast, mund të përdoret protokolli Foundation Fieldbus HSE ose më i njohuri, për shembull, Modbus TCP.
Në ndërtimin e rrjetit HSE, përdoren skitës industrialë. Protokolli lejon rezervimin në ring. Në këtë rast, duhet pasur parasysh se në topologjinë e ringut, skitësit duhet të përdorin një nga protokollet e rezervimit (RSTP, MRP ose Extended Ring Redundancy) në varësi të madhësisë dhe kohës së kërkuar të konvergjencës së rrjetit në rast të ndërprerjeve të kanaleve të komunikimit.
Integrimi i sistemeve të bazuara në HSE me sisteme të jashtme është i mundur përmes teknologjisë OPC.
Metodat e sigurimit të sigurisë nga shpërthimet
Për të krijuar një sistem të sigurt ndaj shpërthimeve, nuk mjafton të merret parasysh vetëm karakteristikat e sigurisë nga shpërthimet të pajisjeve dhe zgjedhja e vendndodhjes së tyre të duhur në objekt. Në kuadër të sistemit, çdo njësi nuk funksionon e vetme, por punon brenda një rrjeti të unifikuar. Në rrjetet Foundation Fieldbus H1, shkëmbimi i informacionit midis pajisjeve të vendosura në zona të ndryshme të rrezikshme nga shpërthimet lidhet jo vetëm me transferimin e të dhënave, por gjithashtu me transferimin e energjisë elektrike. Sasia e energjisë e lejuar në një zonë mund të mos jetë e pranueshme në një tjetër. Prandaj, për vlerësimin e sigurisë nga shpërthimet të rrjeteve fushore dhe për zgjedhjen e metodës optimale për sigurimin e saj, përdoret një qasje sistemike. Midis këtyre metodave, metodat e sigurimit të sigurisë ndaj shkëndijave kanë marrë popullaritetin më të madh.
Sa lidhur me goma të fushës, në këtë moment ekzistojnë disa mënyra për të siguruar mbrojtjen nga shpërthimet: metoda tradicionale e barrierave të mbrojtjes nga shpërthimi, koncepti FISCO dhe teknologjia High Power Trunk (HPT).
Metoda e parë bazohet në përdorimin e barrierave të mbrojtjes nga shpërthimi dhe implementon një koncept të provuar, i cili është përdorur në sistemet e menaxhimit të bazuara në sinjale analoge 4-20 mA. Kjo metodë është e thjeshtë dhe e besueshme, megjithatë kufizon furnizimin me energji për pajisjet e fushës në Zonat e rrezikshme 0 dhe 1 në 80 mA. Në këtë rast, sipas një parashikimi optimist, është e mundur të lidhen jo më shumë se 4 pajisje fushore në një segment me konsum prej 20 mA, por në praktikë jo më shumë se 2. Në këtë rast, sistemi humb të gjitha përfitimet që ekzistojnë në Foundation Fieldbus dhe në fakt çon në një topologji pikë-pikë, kur për të lidhur një numër të madh pajisjesh fushore, sistemi duhet të ndahet në shumë segmente. Po ashtu, kjo metodë e kufizon ndjeshëm gjatësi e kabllit kryesor dhe degëve.
Koncepti FISCO u zhvillua nga "Instituti Kombëtar i Metrologjisë i Gjermanisë" dhe më vonë u inkorporua në standardet e IEC, e pastaj në GOST. Për të garantuar sigurinë kundër shkrepjes në rrjetin fushor, koncepti parashikon përdorimin e komponentëve që i përgjigjen kufizimeve të caktuara. Kufizime të tilla formulohet për burimet e energjisë në lidhje me fuqinë e daljes, për pajisjet fushore sipas fuqisë së konsumuar dhe induktivitetit, për kabllot sipas rezistencës, kapacitetit dhe induktivitetit. Kufizime të tilla lidhen me faktin se elementet kapacitive dhe induktive mund të grumbullojnë energji, e cila në një mod të emergjencës, në rast të dëmtimit të ndonjë elementi të sistemit, mund të lirohet dhe të shkaktojë një shkarkim shkrepës. Për më tepër, konventi ndalon përdorimin e rezervimeve në sistemin e energjisë së autobusit.
FISCO ofron një nivel më të lartë gjendjeje për furnizimin e pajisjeve në një zonë me rrezik shpërthimi krahasuar me metodën e barrierave të fushës. Këtu është e disponueshme 115 mA, që mund të përdoret për të furnizuar 4-5 pajisje në segment. Megjithatë, gjithashtu ekzistojnë kufizime në gjatësi të kabllit kryesor dhe degëzimeve.
Teknologjia High Power Trunk aktualisht është teknologjia më e përhapur për sigurimin e sigurisë së shkarkimeve në rrjetet Foundation Fieldbus, sepse nuk ka disavantazhe që ekzistojnë në rrjetet e mbrojtura nga barrierat ose ndërtuar sipas FISCO. Me përdorimin e HPT është bërë e mundur të arrihet kufiri maksimal i pajisjeve të fushës në segmentin e rrjetit.
Teknologjia nuk e kufizon parametrat elektrike të rrjetit atje ku nuk ka nevojë, për shembull, në linjën kryesore të komunikimit, ku nuk ka nevojë për mirëmbajtje dhe zëvendësim të pajisjeve. Për të lidhur pajisjet fushore që ndodhen në zona të rrezikshme, përdoren pajisje për lidhje me funksionalitetin e barrierave fushore, të cilat kufizojnë parametrat elektrike të rrjetit për furnizimin me energji të sensorëve dhe ndodhen pikërisht pranë objektit të kontrollit. Në këtë rast, gjatë gjithë segmentit përdoret lloji i mbrojtjes nga shpërthimi Ex e (mbrojtje e rritur).
Burimi: habr.com
