تبلیغات
بچه های برق دانشگاه آزاد کازرون - سیستمهای فیلد باس ومقایسه آنها با سیستمهایDCS
قالب وبلاگ قالب وبلاگ

بچه های برق دانشگاه آزاد کازرون
 

آپلود عکس رایگان و دائمی
 

اشتراک و ارسال مطلب به:

نوشته شده در تاریخ پنجشنبه 20 بهمن 1390 توسط مجتبی جباری

سیستمهای فیلد باس ومقایسه آنها با سیستمهایDCS

در اوایل دهه 1960 ادوات وكنترلر های الكترونیكی جایگزین كنترلرهای نیوماتیكی شدند كه از مزایای این كنترلر هامی توان سرعت و دقت زیاد و كم حجم بودن آنها را نام برد. طولی نكشید كه كامپیوترهای دیجیتال كه قابلیت پردازش لوپها ی كنترلی را داشتند، جایگزین كنترلرهای الكترونیكی شدند. كامپیوتر مركزی پس از دریافت تمام متغیر های پروسسی از طریق ورودیها و دستورات صادره توسط اپراتور از طریق صفحه كلید ، آنها را طبق برنامه كنترلی از قبل نوشته شده پردازش و نتایج این پردازش را از طریق خروجیها به محركهای نهایی كنترل اعمال می كنند. این نوع كنترل اصطلاحا DDC (Direct Digital Control) نامیده می شود و در آن اپراتور توسط یك صفحه كلید و یك نمایشگر VDU(Visual Display Unit) با سیستم ارتباط بر قرار می كند. كامپیوتر مركزی قابلیت پردازش حجم زیادی از متغیر های زمانی وپروسسی را دارد ولی با افزایش بیش از حد این اطلاعات، سرعت و كارایی كامپیوتر پایین آمده و به كامپیوتری با ظرفیت و سرعت زیاد نیاز می شد و اگر كامپیوتر مركزی از كار می افتاد باعث از كار افتادن كل سیستم كنترلی و پروسس می شد.

DCS در واقع تكمیل شده و توسعه یافته سیستم كنترل مركزی یا همان DDC می باشد، كه سطوح مختلف كنترلی در آن بیشتر و تكمیل تر می باشد. در این سیستم متغیر های اندازه گیری شده توسط سیگنالهای آنالوگ (ولتاژ،جریان و...) به كارتهای ورودی DCS منتقل و این سیگنالها پس از تبدیل به معادل دیجیتال جهت پردازش وارد سیستم مركزی كنترل می شوند و در رابطه با سیگنالهای خروجی نیز نتایج پردازنده مركزی كنترل بصورت دیجیتال به كارتهای خروجی ارسال و در آنجا پس از تبدیل این سیگنالها به آنالوگ،به محرك ها اعمال می شوند. در پایین ترین سطح این سیستم (Process Controller) كار اندازه گیری متغیر های پروسسی، كنترل لوپها توسط كنترلر های میكروپروسسوری، اجرای Logic ها ، جمع آوری اطلاعات و آنالیز آنها ، محاسبات و ارتباط با وسایل و ادوات دیگر انجام می شود.


كارهای انجام شده در پایین ترین سطح توسط اپراتورها قابل كنترل بوده و توسط یك Supervisor مشاهده و قابل ثبت می باشد. در سیستم DCS از كار افتادن هریك از قسمتهای كنترلی تاثیر آنچنانی بر پروسه كنترلی نداشته است و حتی با از كار افتادن سطوح بالا، سطوح پایین كه شامل Process Controller ها می باشد، می تواند كار كنترلی را ادامه دهد. در DCS سیگنال راه اندازه گیری شده و سیگنال ارسالی به ادوات توسط یك جفت سیم به ورودی و خروجیهای Process Controller وصل می شوند و ارتباط این سطح باسطوح دیگر از طریق بزرگراههای اطلاعاتی و شبكه خاص خود سیستم

(Data Highway & Plant Network) صورت می گیرد و باعث كاهش هزینه سیم كشی و امكان اضافه نمودن ادوات بیشتر و ارتباط ادوات اضافه شده با ادوات موجود از طریق این بزرگراههای ارتباطی را می دهد و بدین ترتیب توسعه سیستم آسانترو با كمترین هزینه صورت می گیرد.


Figure 7-1:Control Systems' Evolution

اساس كار كنترلرهای ‍PLC میكروپروسسوری بوده و شبیه سیستمهای كنترل مركزی و DCS عمل می كنند ولی با قابلیت های محدودتر و كمتر.

این نوع كنترلر ها جهت كنترل قسمتی از پروسس واحد كه می تواند مستقل از كل واحد كار كرده و پروسه پیچیده ای ندارد، بكار رفته و جایگزین رله ها و تایمرهای الكترومكانیكی شده و جهت اجرای برنامه های ترتیبی(Sequential) و گسسته (Discrete System) استفاده می شوند. با وجود پیشرفتهای زیادی كه تا كنون در زمینه ساخت و بكارگیری سیستم های كنترلی صورت گرفته ولی كنترلرهای PLC هنوز كاربرد داشته و همراه سیستمهای جدید بخشی از واحد پروسسی را كنترل می كنند.

2-7 نحوه عملكرد سیستم كنترل FCS در مقایسه با DCS

1-2-7 معرفی سیستم كنترل Fieldbus

FCS) Fieldbus Control System) جدیدترین تكنولوژی سیستم كنترل دردنیا می باشد ، كه بعد از DCS به بازار آمده است. استاندارهایی در ارتباط آنالوگ(4-20mA و یا 1-5V ، برای سیگنال الكترونیكی و 3-15psi برای سیگنال نیوماتیكی) جهت انتقال سیگنال كنترل و ابزارهای اندازه گیری ، از ادوات فیلد به اتاق كنترل وجود دارد. اما Fieldbus یك ارتباط دیجیتال با پروتكل خاص خود می باشد. این پروتكل متفاوت با سایر پروتكل ها می باشد، زیرا در پروتكل های دیگر هدف فقط انتقال اطلاعات بوده ولی در طراحی پروتكل FCS اهداف كنترلی و كاربرد فرایند های فرایندی منظور شده و هدف صرف ارتباط دیجیتال نمی باشد.

بحث ارتباط هوشمند در اواسط دهه 80 ، تحول مهمی در زمینه ارتباط دیجیتال ایجاد كرد. به بیان ساده ، Fieldbus یك شبكه ارتباطی دو طرفه سریال و تمام دیجیتال با پروتكل Multi-drop ما بین ادوات و وسائل ابزار دقیقی هوشمند فیلد

(Intelligent Field Device) همچون سنسورها (Sensors) ، عملگرها (Actuators) ، ترانسمیترها (Transmitters) و... با كنترلر و كنترل مركزی می باشد و هدف در این سیستم توزیع كار كنترلی و استراتژی كنترل در كل ادوات فیلد می باشد.

IEC(International Electrotechnical Commission) پروتكل های زیر را برای فیلد باس معرفی كرده است:

• Foundation Fieldbus and HSE

• Controlnet

• Profibus and Profinet

• P-NET

• WordFIP

• INTERBUS

• SwiftNet

Foundation Fieldbus) FF) از استاندارهای معروف فیلد باس است كه در سال 1994 جهت اهداف زیر معرفی شدو این بخش به تو ضیح در مورد این استاندارد اختصاص دارد:

1.ترقی دادن فیلد باس و گسترش آن هم برای راحتی مصرف كننده و هم برای تولید كننده

2.رسیدن به یك استاندارد مناسب و هماهنگ


Figure 2-1

به دلیل سرعت تحولات و پیشرفت صنعت، بخصوص صنعت كنترل، سریع بوده و روز به روز سیستمهای پیشرفته تری تولید می شود و سیستم های قبلی و قدیمی

(Pneumatic&DCS) از رده خارج می شوند، لذا از نظر آینده نگری و خصوصا از نظر اقتصادی طبیعی. منطقی به نظر می رسد كه بجای انتخاب سیستمی كه در حال از رده خارج شدن می باشد و در سه یا چهار سال آینده مشكل قطعه یدكی و سرویس دهی از طرف سازندگان را خواهد داشت، سیستمی را انتخاب كرد كه حداقل با این سرعت پیشرفت تا دو دهه دیگر نگرانی مشكلات تعویض و از رده خارج شدن را نداشته باشد.

شبكهFieldbus شبیه LAN بوده و تركیبی از سگمنتها می باشد و هر سگمنت به یك كارت كنترلی به نام H1 متصل می باشد و قابلیت اتصال چند وسیله ابزار دقیقی را فقط با یك جفت سیم فراهم می كند وجایگزین سیستم

Tranditional point-to- point) 4-20mA) شده است كه برای هر تجهیز فیلد یك جفت سیم بكار می رود.

سیگنال Fieldbus به وسیله سوار شدن بر روی یك ولتاژ مستقیم كه وظیفه تغذیه ادوات Fieldbus را دارد، منتقل می شود. انجام این كار بوسیله دستگاهی به نام

Power Condition كه مابین منبع تغذیه و شبكه Fieldbus قرار دارد، صورت می گیرد و كنترل این تبدیل از طریق سیستم برنامه ریز گذرگاه به نام

LAS(Link Active Scheduler) انجام می شود. سیگنالهای FCS با استفاده از یك تكنیك خاص، تبدیل به كد می شود. این سیگنال “ سیگنال سنكرون “ نامیده می شود.

2-2-7 مدل مرجع OSI) Open system Interconnect)

لایه های مدل OSIدر شكل 2-2 نشان داده شده است،در فیلد باس سه لایه های 3,4,5,6 از مدل مرجع OSI حذف شده است و مورد استفاده قرار نمی گیرد و همچنین لایه كاربر نیز در مدل OSI نبوده در حالیكه در مدل تعریف شده برای فیلد باس وجود دارد بنابراین تكنولوژی فیلد باس شامل سه لایه است:

1)لایه فیزیكی

 2) لایه پشته ارتباطات

3)لایه كاربردی

1-لایه فیزیكی :این لایه مكانیسمی برای ارسال و دریافت سیگنالهای الكتریكی بین قطعات فیلد باس می باشد كه اطلاعات در قالب منتطق 0 و 1 از یك نقطه شبكه به نقاط دیگر ارسال می شد. این لایه اطلاعات را ازلایه پشته می گیرد. سپس به سیگنال الكتریكی تبدیل می كند و روی باس قرار می دهد و بالعكس.

2- لایه پشته ارتباطات(DLL):

لایه تنظیم اطلاعات و تعیین تقدم و صف بندی اطلاعات را برعهده دارد. این كار توسط قسمتی به نام LAS(Link Active Scheduler) انجام می گیرد.

LAS شامل لیستی از نوبت بندی ارسالی از تمام قطعات فیلد باس می باشد كه می بایست اطلاعات خود را ارسال نمایند. هنگامیكه زمان ارسال اطلاعات یك ابزار فرا می رسد LAS یك پیغام Compel Data به آن ابزار ارسال می كند. پس از دریافت CD ، آن ابزار بافر خود را به تمامی قطعات فیلد باس ارسال می كند.

LAS می تواند پیغام دیگری به نام PT(Pass Token)را نیز به ابزارات فیلد باس ارسال نماید در این حالت وسیله ای كه PT را دریافت كرده است اجازه دارد تا زمانیكه كارش تمام شود یا حداكثر زمان نگهداری پایان یابد اطلاعات خود را ابزارات دیگر فیلد باس ارسال نماید.

دو زیر لایه FAS و FMS(Fieldbus Message Specification)نیز بر روی DLL قرار دارند.

3-لایه كاربر:

 این لایه شامل بلوك هایی است كه هر یك از این بلوكها معرف توابع كاربری خاصی هستند كه در ادامه این بخش توضیحات مختصری درباره این بلو كها داده خواهد شد.

فیلد باس را می توان به سه دسته زیر تقسیم كرد:

 Low-Speed Fieldbus) FF-H1)

High-Speed Fieldbus) FF-H)

 High- Speed Ethernet) HSE)

Foundation Fieldbus H1 ، با سرعت انتقال داده 31.25KHz، برای اجرای بیشترین الگوریتم كنترل ،باندازه كافی سریع نیست.برای این منظور،یك لایه ارتباطی سریعتر داخل Foundation Fieldbus وجود دارد: كه آن فیلدباسهای بر مبنای Fast-Ethernet می باشد. اما فیلدباس H1،در برخی كاربرد ها با موفقیت عمل می كند.

3-2-7 توپولوژیهای فیلدباس

چندین توپولوژی ممكن برای شبكه فیلد باس وجود دارد.این بخش تعدادی از توپولوژیهای ممكن را نشان داده و در مورد خصوصیات هر یك توضیحاتی داده است.شكل 3-2 چهار توپولوژی را نشان می دهد كه در زیر در مورد هركدام شرح داده می شود:

Daisy-Chain

Tree Topology

Point to Point

Spur Topology


Figure 2-2

Daisy Chain Topology

این توپولوژی به معنی اتصال چند وسیله فیلد به یك خط Trunk به صورت سری، بدون داشتن ارتباط شاخه ای یا گرفتن T می باشد دراین نوع از توپولوژی امكان اضافه و یا كم كردن ادوات بطوریكه دیگر ادوات از سرویس خارج نشوند وجود ندارد و به همین دلیل از این توپولوژی به ندرت استفاده می شود.(شكل 3-2)


Figure 2-3

Tree Topology

این توپولوژی زمانی بكار برده می شود كه چند وسیله ابزار دقیقی از نظر فیزیكی كاملا نزدیك هم با شند. ارتباط این چند وسیله مستقیما توسط ارتباط Trunk از FCS Junction Box نزدیك ادوات ، به كارت H1 صورت می گیرد.(شكل4-2)


Figure 2-4

Spur Topology

این توپولوژی ممكن است زمانی بكار رود كه چند وسیله در یك مسیر ( نه ضرورتا نزدیك هم) قرار گرفته باشند. خط ‏Trunk(شاه سیم) از Host شروع و تا آخرین وسیله فیلد ادامه پبدا می كند و هر یك از ادوات توسط ارتباط T به این خط وصلمی شوند.(شكل 5-2)


Figure 2-5

Point-to-Point Topology

این توپولوژی شامل یك سگمنت است كه تنها دو تجهیز دارد.و مطابق شكل زیر است.(شكل 6-2)


Figure 2-6

شكل زیر تركیبی از چهار توپولوژی ذكر شده نشان می دهد:


Figure 2-7

با توجه به تعاریف فوق بهترین نوع اتصال ادوات FCS توپولوژی Tree می باشد. به دلایل قید شده در ذیل ، تعداد ادوات قابل اتصال به هر Segment محدود می باشد. كیفیت سیگنال با افزایش تعداد ادوات متصل به یك سگمنت در مجموع طول كابل افزایش می یابد ، این طول تباید بیشتر از 1900 متر و حداكثر طول یك Spur (در عمل) نباید بیش از 120 متر باشد و این طول در كیفیت سیگنال تاثیر دارد. جریان و ولتاژ اعمالی توسط منبع تغذیه ، ولتاژ دریافتی هروسیله باید مابین 9 تا 32 ولت مستقیم باشد. تعداد ادوات واقع در هر سگمنت FCS نیز وابسته به منبع ولتاژ منبع تغذیه ، مقاومت خط و جریان مصرفی ادوات محدود می شود . انتها ی هر كابل با یك Terminator با امپدانس 100Ω محدود می شود.

این امر كابل اینسترومنتی را به عنوان یك مسیر انتقال متعادل جهت انتقال یك سیگنال با فركانس نسبتا بالا با كمترین اعوجاج و نویز ممكن می سازد.

ادوات Fieldbus مجهز به سیستم میكروپروسسوری بوده و می توانند بخشی از كار كنترلی را به عهده بگیرند. این عمل با بارگذاری بعضی از توابع كنترلی (Function Block)FB در حافظه این ادوات ممكن می گردد. این بلوك ها در مجموعه ای به نام

Function Block Library قرار داده شده اند و به عنوان ابزاری قدرتمند در رسیدن به اهداف كنترل فرایند به كار گرفته می شوند. هرچه تعداد این بلوك های بازگذاری شده در ادوات یك سگمنت بیشتر باشد، به همان نسبت حجم اطلاعات ارسالی و دریافتی بیشتر و در نهایت پردازش آنها زمان بر خواهد بود.

زمان اجرای عملیات كنترلی در هر لحظه ، فاصله زمانی ورود یك سیگنال از یك ورودی آنالوگ تا خروج سیگنال از یك خروجی آنالوگ در یك حلقه كنترلی می باشد. برای هر سگمنت یك بازه زمانی تعریف می شود كه این بازه باید برای اجرای عملیات كنترلی و جابجایی كلیه اطلاعات موجود برروی آن سگمنت كافی باشد. واضح است كه هر چه تعداد ادوات در یك سگمنت زیاد باشد به زمان زیادی جهت اجرای عملیات كنترلی و جابجایی اطلاعات نیاز خواهد بود.

برای بالا بردن ضریب اطمینان(Risk assessment) و بخاطر اینكه در مواقع بروز مشكل برای یك وسیله ، حلقه های كنترل زیادی از سرویس خارج نشوند، برای هر سگمنت فقط یك حلقه كنترل در نظر می گیرند و بقیه ادوات متصل به سگمنت كار غیر كنترلی داشته و یا به عنوان Indicator بكار بردن می شوند. در نتیجه در تعداد ادوات اتصالی به یك سگمنت محدودیت وجود خواهد داشت. كارتهای ورودی/ خروجی سریال (Serial I/O) در FCS كه كارتهای H1 نامیده می شوند، جایگزین كارتهای ورودی/ خروجی 4-20mA

(Traditional I/O) در DCS شده اند. كارتهای H1 كا ارتباط ادوات فیلد را با شبكه FCS بر قرار می كنند،نیاز به مارشالینگ كابینت و سیم بندی خاصی ندارند و در حال حاضر می توان تا 16 دستگاه از ادوات فیلد را به آن وصل نمود، ولی هیچكدام از سازندگان Fieldbus قرار دادن بیش از 10 دستگاه از ادوات فیلد را توصیه نكرده و تضمین نمی كنند.

3-7 مقایسه DCS & FCS و مزایا و معایب آنها نسبت به یكدیگر:

FCS برای راهبری اهداف كنترلی از FB های استاندارد شده مانند   AI (Analog Input)،AO Analog Outputو ‍PID استفاده می كند. همانطور كه گفته شد این FB ها در حافظه ادوات فیلد بارگذاری می شوند. با این عمل سیستم كنترل از اتاق كنترل به فیلد منتقل گشته و به تبع آن باعث كاهش سخت افزار می گردد.(شكل 1-3)


Figure 3-1:Function Block

با اینكه ادوات كنترل پروسسی دارای پایداری بالاو احتمال خراب شدن آنها كم می باشد، ولی با این وجود این احتمال وجود دارد و می توان در طراحی سیستم كنترل این خطا را تا حد زیادی كاهش داد: اولا با ایجاد سطوح مختلف كنترلی و قرار دادن ادوات تك در پایین ترین سطح، ثانیا ایزوله كردن آنها از سطوح بالاتر توسط Barrier یا Isolator جهت جلوگیری از انتقال خطا به سطح بالاتر، ثانیا قرار دادن اغلب سخت افزارهای سطوح بالاتر بصورت Redundancy .(شكل2-3)


Figure 3-2

برای فیلد باس H1 جداسازی خطای سیم بندی بكار رفته است. بدین معنی كه جهت اطمینان بیشتر ادوات در چندین شبكه (H1 Segment) مستقل تقسیم می شوند كه در صورت بروز خطا در ادوات یك لوپ، فقط در همان شبكه H1 این خطا محدود می شود. كه البته اخیرا كارتهای H1 نیز به صورت Redundancy طراحی و تولید شده است.

مهمترین سوال این است كه در صورت قطع سیمی كه تا ده وسیله به آن وصل است چه اتفاقی می افتد؟

در صورت بروز خطا در یك كارت ورودی / خروجی (4-20mA I/O Card) سیستم DCS كه اغلب Redundant نیز می باشد، باعث از سرویس خارج شدن آنها می شود و این روند در FCS نیز با قطع یك جفت سیم وجود دارد كه در صورت قرار گرفتن حتی شانزده وسیله(هشت لوپ) در یك سگمنت(H1) هر هشت لوپ از سرویس خارج خواهد شد، كه این درمقوله از پایداری نسبت پایداری هردو یكسان می باشد. بطور خلاصه اینكه با بروز یك خطا در هر دو سیستمFCS و DCS احتمال از سرویس خارج شدن هر هشت لوپ وجود دارد. در DCS جهت لوپهای حساس و مهم اغلب كارتهای

Redundant I/O در نظر می گیرند و در صورت بروز خطا در سیم واقع شده در فیلد یك لوپ از سرویس خارج می شود كه این كار در FCS نیز با قرار دادن تعداد كمتری از لوپهای مهم (حداكثر دو لوپ) در یك شبكه FCS(H1 Redundancy) امكان پذیر بوده و از این لحاظ نیز مشاهده می شود كه ضریب پایداری(در صد خطا) همچون DCS می باشد.

در صورت عدم استفاده از كارتهای H1 به صورت Redundant ، جهت بالا بردن ضریب اطمینان و ایمنی ، تركیب I/O ها طوری در نظر گرفته می شودكه در هر كارت H1 بیش از یك لوپ كنترلی- شامل یك Control Valve و یك ترانزمیتر قرار نگرفته باشد و سایر I/O های باقیمانده در كارت H1 به منظور كارهای غیر كنترلی یا نشان دهنده استفاده می شود. با طراحی و تولید كارت H1 به صورت Redundant و گذرندن مراحل تست و اخذ تاییدیه كمیته FCS می توان تعداد لوپها ی كنترلی در نظر گرفته شده در یك كارت H1 و یك سگمنت را تا دو لوپ كنترلی افزایش داد.

مهمترین مزیتی كه تجهیزات فیلد در FCS دارند این است كه در صورت بروز خطای خروجی آن وسیله به حالت Fail Safe رفته و فرمانهای متناسب با شرایط مستقل از اپراتور و كنترلر مركزی را صادر می كند و ممكن است به حالت از قبل مشخص شده رفته و یا در موقعیت مطمئن ( یا آخرین مقدار) قرار گیرد ، و این عمل (Fail safe) ممكن است در صورت بروز خطا در سنسور، خود وسیله ویا ارتباط وسیله با كنترل مركزی صورت گیرد و تمام این خطا ها به اپراتور گزارش می شود (حتی قطع هوای ابزار دقیق ارسالی به سر Control Valve) . در DCS این قابلیت ها محدود بوده و در صورت بروز خطا مثلا در ترانسمیتر ممكن است حداكثر یا حداقل را در خروجی قرار دهد كه از قبل بایستی توسط یك سوئیچ سخت افزاری در آن تنظیم شود.


Figure 3-3

مزایای دیگر عبارتند از:

 كاهش تعداد Barrier های مورد استفاده در داخل كابینت ها.

كاهش سیم كشی و سیم بندی در داخل كابینت ها و درفیلد و به تبع موارد فوق كاهش حجم كابینت های مارشالینگ (Marshaling Cabinets) كنترل ((Control Cabinet نسبت به DCSو DDC.

 كاهش سیم كشی در فیلد و به تبع آن كاهش متعلقات سیم كشی شامل Tray،Boxو...

 صرفه جویی در هزینه و كاهش زمان نصب سیستم كنترلی و ادوات فیلد

 زمان Commissioning&Start-up در صورت صحیح بودن طراحی FCS تا یك هشتم مشابه ازنوع‌Conventional نیز كاهش می یابد.

 اعمال تغییرات Configuration سیستم Analog/Digital 10% سریعتر از سیتم آنالوگ می باشد.

 خاصیت Interoperability ادوات FCS: قابلیت بكار بردن ادوات مختلف فیلد باس در یك سیستم ، بطور مستقل از كارخانه سازنده، بطوریكه كوچكترین تغییری در عملكرد و آرایش همان سیستم ایجاد نشود. به دلیل خاصیتInteroperability می توان در خرید قطعات و توسعه واحد، این قطعات را بابالا ترین كیفیت و قیمت نازل انتخاب كرد. این امر بدلیل كثرت تولید كنندگان و رقابت بین شركتهای سازنده FCS می باشد. جهت اضافه كردن یا بكار بردن ادوات سازندگان متفاوت در یك شبكه FCS،( بدون كم شدن از قابلیت ها و توابع آن وسیله) نیاز است تا برنامه ای از طرف سازندگان به خریدار ارائه گردد، كه این برنامه به زبان DDL (Device Description Language) نوشته شده و قابل اجرا در تمام سیستمها ی كنترل مركزی FCS بوده و تمام اطلاعات لازم جهت شناساندن وسیله به كنترل مركزی Host را شامل می شود. این اطلاعات ابزاری برای كالیبره و عیب یابی وسیله بوده و شامل تمام بلوك های استاندارد می باشد و همواره از طرف سازندگان، ویرایش جدید آن توسط افزودن توابع جدید به ادوات نصب شده قبلی ارائه می شود.

 بنا به دلایلی كه در بالا قید گردید نیازی به نگرانی بابت تهیه قطعات یدكی و انبار كردن آنها نمی باشد ، در نتیجه هزینه صرف شده بابت خرید Spar Part را می توان تقلیل داده و از انبار كردن قطعات اضافی صرف نظر كرد.

 قابلیت توسعه و تغییر در این سیستم (FCS) خیلی آسان بوده و نیاز به كارتهای I/O سیم بندی جدید، اضافه كردن فضای داخل كابینت ها ، كارتهای مبدل و .... نمی باشد.

 به توجه به دومورد اخیر كه یكی از مهمترین مزایای سیستم كنترلی FCS می باشد، نیازی به خرید یك سیستم برای مجتمع هایی كه برنامه توسعه داشته باشند یا برنامه نصب آنها به تدریج صورت می گیرد، نمی باشد. زیرا سیستم FCS قابلیت رشد و توسعه در اندازه بزرگ را نیز دارا می باشد.

 به دلیل اطلاعات دیجیتالی و Handshaking كه با ادوات فیلد دارد، دید وسیعی را نسبت به این ادوات داشته و سیستم یكپارچه ای را تشكیل می دهد.به عبارت دیگر در سیستم كنترلی DCS اطلاعات كنترلی كافی،ولی اطلاعات مدیریتی نسبت به سیستم FCS كمتر می باشد. ولی در سیستم كنترلی FCS علاوه بر اینكه اطلاعات كنترلی بیشتر از DCSبوده بلكه اطلاعات مدیریتی خیلی بیشتر از DCS می باشد، و در كل از دیدگاه مدیریتی FCS نسبت به DCS، دید وسیع و بیشتری را از نظر اطلاعاتی به مدیریت می دهد.

 ضمنا جهت بدست آوردن ضریب تصحیح و اعمال آن در اندازه گیری، لازم است تا دو متغیر همزمان(فشار یا دبی همراه با دمای سیال) اندازه گیری شوند. با توجه به قابلیت Multi-Variable ترانسمیترهای FCS،صرفه جویی قابل ملاحظه ای در خرید و نصب ادوات اندازه گیری می توان انجام داد.

 در FCS علاوه بر سیگنالهای اندازه گیری شده، اطلاعات كاملی از دستگاه نصب شده در فیلد در اختیار اپراتور قرار می گیرد. این اطلاعات شامل: زمان تغییر دستگاه طبق تشخیص خود دستگاه(Self Diagnostic)، اطلاعات كالیبراسیون شامل جدول زمانبندی و اطلاعات داده شده به خود دستگاه شامل : محل،زمان، روش،شخص كالیبره كننده و...،شرایط محیط،وضعیت PV, MV، به عهده گرفتن قسمتی از كار كنترلی توسط بلوك های (Function Block) كارهای دیگر می باشد

با استفاده از بلوكهای توابع استاندارد شده (Standard Function Block) SFB و انتقال آنها با استفاده از بلوكهای توابع استاندارد (SFB) و انتقال آنها با استفاده از تكنولوژی FCS به فیلد و واگذاری بخشی از كارهای كنترلی به ادوات فیلد ، بار كنترلی در اتاق كنترل و حجم اطلاعات تبادلی از ادوات فیلد با اتاق كنترل ،كاهش یافته كه یكی دیگر از مزایای سیستم FCS به شمار می رود.


Figure 3-4

معایب فیلد باس

یكی از معایب بزرگ فیلد باس گرانی ابزارات دقیق آن می باشد كه انتظار می رود در آینده نزدیك قیمت این ادوات كاهش یابد.

یكی دیگر از معایب فیلد باس محدود بودن تعداد ابزارات در یك شبكه فیلد باس است.

4-7 انواع بلو كهای استاندارد

بلوكهای متفاوتی با كاربردهای مختلف در FCS وجود دارد كه در زیر به توضیح برخی از آنها پرداخته می شود:

1-4-7 Resource Block:این بلوك (RB) مشخصات وسیله ابزار دقیقی همچون نام وسیله، سازنده و شماره سریال وسیله را بیان می كند و فقط یك RB در هر وسیله موجود دارد.

2-4-7Function Block : این نوع بلوكها (FB) رفتار كنترلی سیستم را فراهم می سازد. چندین FB می تواند در یك وسیله بارگذاری شود كه بعضی از آنها استاندارد بوده و كنترل اصلی و اساسی را بر عهده دارند. بلوكهای استاندارد می توانند بر حسب نیاز و كاربرد در داخل ادوات فیلد بار گذاری شوند. برای مثال یك

Temperature Transmitter ممكن است حاوی یك بلوك از نوع AI FB و یك Control Valve شامل یك بلوك PID FB و همچنین AO FB باشد.


Figure 4-1

بنابراین یك لوپ كنترلی كامل می تواند با بكارگیری یك ترانزمیتر ساده و یك كنترل ولو، در سیستم فیلد باس تشكیل شود. در حالی كه در سیستمهای كنترلی Traditional، در كنار ترانزمیتر و كنترل ولو، به جهت عدم وجود مفهومی به نام Function Blocks، نیازبه یك كنترلر و در كنار آن مبدل جریان الكتریكی به فشار هوا ، جهت انجام عمل كنترلی داریم. لذا ملاحظه می شود كه با بكارگیری ادوات فیلد ، لوپ كنترلی ، ساده و البته مطمئن تر می شود.

3-4-7: Transducer Block: یك TB كار ارتباط بلوكهای توابعی FBs را از I/O مورد نیاز توابع سخت افزار و سنسورهای دستگاه بر عهده دارد و شامل اطلاعاتی از قبیل تاریخ كالیبراسیون و نوع سنسور می باشد هر ورودی /خروجی FB فقط شامل یك كابل TB می باشد

4-4-7: Flexible Function Block: بلوكهای FFB شبیه بلوكهای FB بوده، مگر در كاربرد، سفارش، تعریف پارامترهای بلوك و زمان لازم جهت اجرای بلوك ، كه جهت اجرای بلوك كه توسط ابزار برنامه نویسی مشخص و تعیین می شود. FFB عموما جهت مقاصد كنترلی فرایندهای گسسته و فرایندهای گروهی Process) (Batch بكار می روند و توسط این بلوكها حتی می توان كارایی یك سیستم PLC را نیز شبیه سازی كرد.

عموما در معماری اتاق كنترل، تكنولوژی FCS را نمی توان بر كل سیستم در نظر گرفت و اعمال كرد. زیرا چندین سیستم در اتاق كنترل بكار برده می شود كه از نظر سخت افزاری و نرم افزاری خواص و امكانات فیلد باس را ندارد، و یا بخشی از قابلیت های فیلد باس را دارا می باشند، از طرف دیگر تمام ادوات فیلد قابلیت تكنولوژی FCS را نداشته و بعضی از آنها به DCS وصل می شوند. به عنوان مثال با توجه به عدم وجود تكنولوژی FCS در مورد ورودی /خروجیهای ON/OFF(سوئیچ ها) و با توجه به پروتكل خاص

Vibration Transmitter ها ارتباط این ادوات با سیستم كنترلی از نوع Traditional 4-20mA خواهد بود.

همچنین با توجه به اینكه سیستم FCS گواهی و استاندارهای لازم را در مورد ESD،Emergency Shut Down) (و Fir&Gas System تاكنون اخذ نكرده است ، لذا این دو سیستم نیز از نوع Traditional خواهد بود. در حال حاضر سیگنالهایی كه قابلیت اتصال به سیستم FCS را دارند شامل ورودیهای آنالوگ و برای ترانزمیترها و بعضی آنالایزر ها و خروجیهای آنالوگ برای ‍‍Positioner ها و محركهای الكتریكی می باشد.





طبقه بندی: مقالات برق، 
.: Weblog Themes By Pichak :.


شرکت کوشا الکام پارس نماینده رسمی اینترنت پرسرعت شاتل در کازرون * سرعت فوق العاده * ادرس:چهار راه بانک ملی مجتمع تجاری کوثر واحد 1 * تلفن:11-2219410

اللّهُمَّ كُنْ لِوَلِیِّكَ الْحُجَّةِ بْنِ الْحَسَنِ صَلَواتُكَ عَلَیْهِ وَعَلى آبائِهِ فی هذِهِ السّاعَةِ وَفی كُلِّ ساعَةٍ وَلِیّاً وَحافِظاً وَقائِدا ‏وَناصِراً وَدَلیلاً وَعَیْناً حَتّى تُسْكِنَهُ أَرْضَك َطَوْعاً وَتُمَتِّعَهُ فیها طَویلاً

Google

در این وبلاگ
در كل اینترنت

دریافت کد قلب دنبال موس
تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است
قالب وبلاگقالب وبلاگ
تحلیل آمار سایت و وبلاگ