東莞市廣聯(lián)工業(yè)設(shè)備有限公司作者
倍加福P+F采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的流程工廠——流程工廠的測(cè)量和控制任務(wù)可由現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)完成,而采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的工廠將從中受益。智能化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以提供更高的精度。從模擬量到數(shù)字量?jī)H需經(jīng)過一次變換,數(shù)字量的傳輸可通過奇偶校驗(yàn)等方式來保證傳輸精度, 從而保障控制回路的高精度,輸出的高穩(wěn)定性。
如今的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可傳輸附加的狀態(tài)信息,如:正常運(yùn)行或故障信息,或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的其它狀態(tài)。通過現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的一些有規(guī)律的狀態(tài)信息來達(dá)到預(yù)防性維護(hù)的目的。DCS廠家則稱之為資產(chǎn)管理系統(tǒng)。這些功能在很多時(shí)候?qū)τ谠O(shè)備維護(hù)來說,可以起到事半功倍的效果。
另外,如果在批處理工藝過程或在工廠運(yùn)行時(shí)更換現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備時(shí),通過現(xiàn)場(chǎng)總線的遠(yuǎn)程組態(tài)功能可以大大提高其工作效率,綜合上述的優(yōu)勢(shì),在過程自動(dòng)化行業(yè)中,即使是在相對(duì)保守應(yīng)用場(chǎng)合,現(xiàn)場(chǎng)總線無疑確立了自己的地位。
倍加福P+F診斷工具揭開了現(xiàn)場(chǎng)總線通訊的神秘面紗
很多初次接觸現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)的人總是把它看作一個(gè)“黑洞”或是一個(gè)費(fèi)解的通道,數(shù)據(jù)通過DCS被輸入到通道中并且由一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備所接收,反之亦然,這個(gè)過程多多少少有些神秘。其實(shí)道理很簡(jiǎn)單:當(dāng)多個(gè)設(shè)備由同一根電纜并行連接起來的時(shí)候,通訊信號(hào)就具有了更復(fù)雜的程度。尤其是于4~20mA 技術(shù)相比較時(shí),這一點(diǎn)更為明顯。當(dāng)一個(gè)電纜只連接一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備時(shí),其負(fù)載電流可以反映所有信息: 測(cè)量值,短路情況,以及電纜的損壞程度。
診斷模塊在裝置運(yùn)行中自動(dòng)監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)總線的物理層狀態(tài)。其監(jiān)測(cè)值可在控制室讀取。其總報(bào)警信息可通過OPC接口很容易集成到工廠控制系統(tǒng)中。
運(yùn)行和維護(hù)的人員有時(shí)對(duì)操作行為的描述表達(dá)的很模糊,比如:“設(shè)備全天運(yùn)行都很好—只是突然間信號(hào)消失了幾個(gè)小時(shí),但隨后又出現(xiàn)了” 或是“現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的LCD有電,但該設(shè)備在段活動(dòng)列表中只是瞬間存在”。多數(shù)情況下,由于手持工具不能解讀現(xiàn)場(chǎng)總線電纜數(shù)據(jù)信號(hào),從而不能將必要的信息告之使用者,進(jìn)而導(dǎo)致了上述記錄描述模糊情況的發(fā)生。
如今的現(xiàn)場(chǎng)總線診斷工具把現(xiàn)場(chǎng)總線物理層及其通訊變得透明—如 使用于FieldConnex® Power Hub 的診斷模塊。 該模塊可測(cè)量供電單元外供電電壓,網(wǎng)段負(fù)載電流,總線信號(hào)幅值,線路噪音或信號(hào)畸變。該診斷模塊可監(jiān)聽總線通訊過程,并可區(qū)分出網(wǎng)段信息和單個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信息。診斷管理器可顯示簡(jiǎn)單明了的信息以便用戶讀取—這將本來模糊化的工廠環(huán)境變得透明起來。
倍加福P+F非正常情況
每天,許多對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線物理層和通訊造成損害的情況發(fā)生,而我們卻不能檢測(cè)到:
- 使用不合規(guī)格的電纜,
- 使用可能進(jìn)水的不封閉安裝機(jī)柜。腐蝕會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信號(hào)傳輸?shù)乃p。
- 由于震動(dòng),連接有可能松動(dòng)
- 電纜或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備老化
- 屏蔽層的毛刺可能導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)總線兩極不平衡或?qū)Φ囟搪?/li>
- 屏蔽接地不正確會(huì)使回路引入更多的感應(yīng)噪聲。
導(dǎo)致用戶的上述模糊描述的原因是多方面的。任何一種條件都可導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)總線物理層參數(shù)超出警告值,但還不至于引起通訊中斷?,F(xiàn)場(chǎng)總線是一種容錯(cuò)型系統(tǒng),但多種小的故障疊加起來,嚴(yán)重影響其運(yùn)行,在此時(shí),任何一個(gè)額外的干擾都足以使整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)參數(shù)*超過極限,從而使通訊中斷。比如:在靠近總線主干線的附近啟動(dòng)變頻電機(jī),引入干擾信號(hào),這樣,現(xiàn)場(chǎng)總線就會(huì)被瞬間中斷。
現(xiàn)場(chǎng)總線物理層其實(shí)并不神秘;它僅僅需要由正確的工具發(fā)出清晰的指示,比如使用診斷模塊。所有上述的情況均可被檢測(cè)到并及時(shí)的得到處理。在調(diào)試過程中,安裝質(zhì)量越高,通訊的容錯(cuò)水平就越高。但這并不能讓用戶滿足:用戶需要的是在干擾嚴(yán)重之前監(jiān)測(cè)到并可以提前預(yù)警。
倍加福P+F警告和報(bào)警功能,便于預(yù)防性維護(hù)
診斷模塊可在線實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)總線通訊。操作及維護(hù)人員可在控制室中查看所有數(shù)據(jù)。 無須操作人員到危險(xiǎn)區(qū)域中操作。無須打開控制機(jī)柜或現(xiàn)場(chǎng)接線箱進(jìn)即可直接得到所有需要的信息。
通訊:通訊信號(hào)調(diào)制到電源上,其比特信號(hào)(bit)為矩形波的上升、下降沿,峰-峰值為1V。這樣可以使得現(xiàn)場(chǎng)總線通訊非常穩(wěn)定并且抗干擾。
調(diào)試過程中,所有測(cè)量值均可設(shè)置一帶死區(qū)的警告值,只要已超出該警告值,便觸發(fā)警告,并傳送到操作站。此時(shí)操作人員便可通過診斷模塊來進(jìn)行診斷:信號(hào)噪音增大,信號(hào)接地等,情況是否有惡化跡象。裝置操作人員便可根據(jù)這些診斷性信息做出判斷,以決定是否需要立即維修,還是等到下一班次進(jìn)行維修,或者等到裝置大修再做處理— 而這一切沒有妨礙工廠高質(zhì)量的生產(chǎn)水平。
倍加福P+F生產(chǎn)*化— 心態(tài)平和
如果能減少裝置停車次數(shù)或是非計(jì)劃損耗,那么每個(gè)人都應(yīng)該得到犒勞。即使在現(xiàn)場(chǎng)總線*狀態(tài)下,也有可能出現(xiàn)傳輸錯(cuò)誤,同時(shí)增加總線周期。減少系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間也有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。運(yùn)行良好的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)與設(shè)備不僅能增加整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和提高產(chǎn)品質(zhì)量,而且還能減少工廠管理人員,操作和維護(hù)人員的工作量—采用Pepperl+Fuchs的FieldConnex®診斷模塊進(jìn)行監(jiān)測(cè),看似是“黑洞”的現(xiàn)場(chǎng)總線安裝變得明朗起來
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