Thông báo

Collapse
No announcement yet.

PROFIBUS trong điều khiển quá trình

Collapse
X
 
  • Lọc
  • Giờ
  • Show
Clear All
new posts

  • PROFIBUS trong điều khiển quá trình

    PROFIBUS-PA là một phần của giao thức PROFIBUS và nó đặc biệt đáp ứng nhu cầu của tự động hóa quá trình (Process Automation). Nó cho phép các thiết bị hiện trường có thể được giám sát và cài đặt cấu hình trên cùng một đường bus. Các thiết bị đều được cấp nguồn thông qua đường bus này và đảm bảo an toàn (Intrinsically Safe). PROFIBUS-PA có thể được sử dụng trong rất nhiều ứng dụng, và đặc biệt rất phù hợp với các ứng dụng trong môi trường cháy nổ của các nhà máy hóa chất và hóa dầu vì nó đảm bảo được an toàn.

    Trong nhà máy xử lý - chế biến, người dùng cần mạng thiết bị hiện trường cho các bộ chuyển đổi áp suất, thiết bị đo mức và đo dòng. Ngoài ra các tín hiệu đo số, điều khiển chuyển động như động cơ, các bộ phân tích hay các thiết bị điện trong tủ điều khiển động cơ (MCC) cũng được sử dụng rất nhiều. PROFIBUS-PA chỉ là một chương của cả cuốn sách PROFIBUS. Trong giao thức PROFIBUS còn bao gồm PROFIBUS-DP, PROFIDrive và PROFISafe. Những “chương” bổ sung này của PROFIBUS cho phép kết nối những loại thiết bị khác nhau trong những ứng dụng khác nhau để tạo ra một giải pháp tích hợp toàn diện. Không một chuẩn mạng trường nào có thể đưa ra một giải pháp toàn diện như vậy. Điều này đã được tổ chức tư vấn ARC đánh giá trong báo cáo “Giá trị của PROFIBUS trong ngành công nghiệp xử lý chế biến”.

    Một nhà máy ngừng hoạt động do sự cố của cảm biến thì nó sẽ không tạo ra được lợi nhuận. PROFIBUS giúp cho việc ngăn chặn sự cố ngừng máy nhờ khả năng chuẩn đoán và thiết lập các thông tin phục vụ công tác bảo trì thiết bị ngay trong đặc tính kỹ thuật của giao thức. Thiết bị trên mạng PROFIBUS sẽ cho bạn biết giá trị đo có hợp lệ hay không, chỉ ra cho cán bộ bảo trì thiết bị biết thời điểm cần tiến hành kiểm tra thiết bị nhằm tránh những sự cố đáng tiếc. Điều này thực sự sẽ làm giảm chi phí vận hành bằng việc ngăn chặn sự cố xảy ra. Đồng thời nó cũng giúp bạn tối ưu hóa được lịch bảo trì thiết bị với phương pháp dự đoán, điều này sẽ giúp mọi việc vận hành suôn sẻ mà lại giảm được chi ví vận hành.

    PROFIBUS có hàng loại các đặc tính khác cho phép cắt giảm chi phí vận hành trong suốt vòng đời của nhà máy. PROFIBUS-PA là mạng trường cho phép cấp nguồn trên bus, do đó nó cho phép giảm chi phí mua cáp, chi phí lắp đặt và bảo trì. Bản thân PROFIBUS-PA đã đảm bảo an toàn (Intrinsically Safe) nên sẽ giảm chi phí cho cáp đặc biệt hoặc tủ thiết bị. Hơn nữa hai lợi điểm chính là khả năng hoán đổi lẫn nhau và khả năng điều khiển lẫn nhau.

    Khả năng điều khiển lẫn nhau là khả năng cho phép thiết bị từ nhiều nhà cung cấp hoạt động suôn sẻ trên mạng. Đây chính là điểm mạnh chính của PROFIBUS. Bạn không cần phải lo lắng khi bạn muốn một thiết bị PROFIBUS của nhà cung cấp mà bạn ưa thích sẽ cùng hoạt động trên hệ DCS của bạn. Nếu thiết bị này đã được PROFIBUS International kiểm tra tương thích thì bạn có thể tự tin sử dụng nó trong hệ thống của mình. Bạn cũng không cần phải lo lắng về các phiên bản của PROFIBUS vì bản thân PROFIBUS có tính kế thừa. Những phiên bản V0 vẫn hoàn toàn làm việc trên V3. Chuẩn mạng trường này luôn mang tính kế thừa và phát triển các đặc tính và chức năng ưu việt hơn. Khả năng điều khiển lẫn nhau sẽ tiết kiệm chi phí và giảm các vấn đề xảy ra trong quá trình chạy thử (Commissioning).

    Khả năng hoán đổi lẫn nhau là khả năng cho phép hoán đổi những thiết bị có chức năng tương tự lẫn nhau của những nhà cung cấp khác nhau. PROFIBUS-PA đã thiết lập chuẩn chung được gọi là “profile”. Các profile này chuẩn hóa các thiết bị dựa trên quan điểm mạng, mang tới khả năng hoán đổi thiết bị mà chưa có chuẩn mạng trường nào thực hiện được. Việc chuyển từ thiết bị của nhà cung cấp này sang một thiết bị của nhà cung cấp khác được thực hiện một cách dễ dàng hơn bất cứ một mạng trường nào hiện có trên thị trường, nó hạn chế được sự phụ thuộc vào một nhà cung cấp duy nhất. Và không một mạng trường nào thiết kế cho tự động hóa quá trình có khả năng này. Điều này trở nên vô cùng quan trọng khi nhà máy phải ngừng hoạt động do một thiết bị đo bị hỏng, và việc duy nhất bạn cần làm là thay thế nó mà thôi.

    Chuẩn Profile cũng đem lại cho tất cả các thiết bị PROFIBUS-PA những đặc điểm giống nhau nên chúng ta có thể dễ dàng làm việc với các thiết bị này. Hai thiết bị PROFIBUS-PA của hai nhà cung cấp khác nhau sẽ có những đặc điểm chung nhờ chuẩn Profile này. Và điều này sẽ tiết kiệm chi phí và thời gian trong việc đào tạo, lập trình, cài đặt thiết bị và lắp đặt thiết bị. Tất cả các tổ chức về mạng trường – HART, PROFIBUS và Fieldbus Foundation, đều có các nhóm thiết lập Profile nhưng duy nhất chỉ có PROFIBUS đã đưa ra chuẩn Profiles phiên bản 3 cho thiết bị từ năm 1999.
    Càng biết nhiều càng thấy mình biết ít.

  • #2
    Hart

    Highway Addressable Remote Transducer (HART) sử dụng công nghệ cũ và là sự kết hợp của tín hiệu số và tương tự. HART đưa thêm tín hiệu số tren cùng đường tín hiệu tương tự. Các thông số đo vẫn được truyền đi bằng tín hiệu tương tự, trong khi việc cài đặt được thực hiện thông qua tín hiệu số. Do HART kết hợp giữa tín hiệu số và tương tự nên nó được coi như mạng chuyển đổi (transistion bus). Nhà máy có thể chuyển từ thiết bị tương tự sang thiết bị HART, và cuối cùng tiến tới mạng PROFIBUS. Về một khía cạnh nào đó thì chuẩn mạng trường HART này cạnh tranh với PROFIBUS, nhưng cũng đồng thời bổ sung cho PROFIBUS.

    HART đã xuất hiện nhiều năm trước đây và trở thành mạng trường phổ thông hiện nay do được kiểm chứng cho việc kết nối thiết bị. PROFIBUS đã tính đến yếu tố này nên việc tích hợp thiết bị HART được thực hiện một cách dễ dàng thông qua mô tả HART trong đặc tính kỹ thuật của PROFIBUS. Trong khi PROFIBUS-PA đã có chuẩn Profile được thiết lập từ lâu thì HART mới chỉ vừa đưa ra chuẩn Profile của mình. Điều này cho phép việc chuyển đổi hai thiết bị PROFIBUS-PA được thực hiện dễ dàng hơn so với hai thiết bị HART.

    FPOFIBUS PA có FISCO cho các thiết bị an toàn (intrinsic safety) dễ dàng hoạt động “plug & Play”. Với chuẩn HART, bạn phải thực hiện theo cách cũ, tính toán và đệ trình phê duyệt. HART cũng có tính năng chuẩn đoán nhưng chỉ là cơ bản và không thực hiện thường xuyên như PROFIBUS-PA. Tín hiệu số của HART có tốc độ truyền chậm, thông thường chỉ lên tới 1200 bít/giây so với tốc độ của PROFIBUS PA là 31.25 Kbit/giây. Tốc độ truyền chậm nghĩa là bạn sẽ phải chờ đợi lâu hơn khi muốn thực hiện việc lưu các thông số cài đặt lân thiết bị hoặc xem các profile.

    Rất nhiều người nói đến chi phí cáp tín hiệu như là một lợi điểm của HART so với PROFIBUS-PA. Trong thực tế điều này còn phụ thuộc vào mặt bằng bố trí thiết bị (layout) và cách bạn đi cáp như thế nào. Nếu khu bồn bể ở gần ngay phòng điều khiển và bạn sử dụng máng cáp thì quả thực HART sẽ rẻ hơn PROFIBUS-PA trên khía cạnh lắp đặt thiết bị, tuy nhiên, nếu khoảng cách lớn hơn hoặc bạn dùng ống cáp thì PROFIBUS-PA lại có vẻ rẻ hơn.
    Càng biết nhiều càng thấy mình biết ít.

    Comment


    • #3
      Foundation Fieldbus

      FOUNDATION Fieldbus – FF là một chuẩn mạng trường số khác. Nó bắt đầu cùng với nhóm chuẩn công nghiệp như PROFIBUS. Hai mạng này có nhiều điểm chung, ví dụ lớp mạng vật lý H1 của cả hai mạng này đều là chuẩn IEC 61158-2, và chúng đều sử dụng chung loại cáp, thiết bị kết nối và các đặc điểm vật lý. Nhưng ở các lớp trên thì giao thức (protocol) của hai chuẩn này hoàn toàn khác nhau. FOUNDATION Fieldbus thì phức tạp và yêu cầu nhiều bộ nhớ ở thiết bị hơn so với PROFIBUS-PA. Và FOUNDATION Fieldbus lại thấp điểm hơn PROFIBUS-PA ở khả năng hoán đổi thiết bị vì nó không có Profile. Và nó cũng yếu hơn trong các đặc tính kỹ thuật của mình (specifications), điều này sẽ dẫn tới một số vấn đề nảy sinh, ví dụ FOUNDATION Fieldbus định nghĩa khối chức năng điều khiển PID với đầu vào/ra định sẵn nhưng không định nghĩa thuật toán. Nếu bạn chuyển từ thiết bị của một nhà cung cấp này sang một nhà cung cấp khác và chỉ chuyển các tham số PID sang khối PID mới, trông thì có vẻ như nhau, nhưng vấn đề thuật toán thì không, điều này dẫn tới việc thực thi sẽ khác nhau.

      Khả năng điều khiển lẫn nhau chính là điểm yếu nhất của FOUNDATION Fieldbus nhưng mạng trường này cho phép kiểm tra khả năng điều khiển lẫn nhau để sửa chữa lỗi. Thậm chí có việc kiểm tra này thì vấn đề đôi khi vẫn xảy ra. Bạn không thể chỉ việc mua hệ DCS dựa trên FOUNDATION Fieldbus và các thiết bị hiện trường rồi nghĩ rằng chúng sẽ cùng hoạt động. Bạn cần phải đảm bảo rằng hệ DCS có hỗ trợ các thiết bị hiện trường này và bạn phải có phiên bản chính xác. Nghĩa là, Các hệ DCS dựa trên nền tảng FOUNDATION Fieldbus có một danh mục các thiết bị hiện trường “yêu thích” từ một số nhà cung cấp nhất định, trong khi đó điều kiện bắt buộc này không bị áp đặt với các hệ DCS dựa trên nền tảng PROFIBUS.

      So với các mạng trường khác FOUNDATION Fieldbus hiện tại chỉ có một số thiết bị hiện trường trên thị trường . Nó có phương pháp kết nối thiết bị HART, nhưng không hoàn toàn như PROFIBUS và không đưa ra cùng một mức tích hợp với công cụ lập trình. Với mục đích một nhà máy tích hợp hoàn toàn thì lợi thế của PROFIBUS-PA chính là ở chỗ dễ dàng tích hợp với lớp mạng tốc độ cao PROFIBUS-DP. FOUNDATION Fieldbus cũng định nghĩa mạng mở rộng tốc độ cao - High Speed Ethernet (HSE) - gọi là Lớp mạng H2. Tiếc thay mới chỉ có vài thiết bị đáp ứng với lớp mạng này và nó không thể cung cấp các trình điều khiển (drivers) cần thiết để chuyển một số lượng lớn thông tin với mạng tốc độ cao. Nếu nhà máy của bạn yêu cầu các trình điều khiển để tích hợp trên mạng trường thì bạn phải sử dụng mạng trường hỗ trợ chúng, như PROFIBUS. Và điều cuối cùng là bạn có thể áp dụng giải pháp cho nhà máy diện rộng với PROBIBUS chứ không thể với FOUNDATION Fieldbus.
      Càng biết nhiều càng thấy mình biết ít.

      Comment


      • #4
        Bạn ATYLA ơi. Mình thấy các bài viết của bạn rất hay.
        Tiện đây mình cũng muốn đưa ra 1 câu hỏi.
        Modbus và profibus đều có thể sử dụng làm BUS trường nhưng sao người ta lựa chọn sử dụng PROFIBUS nhiều trong các hệ truyền thông công nghiệp hơn Modbus?
        Thanks for reading and answering my question.

        Comment


        • #5
          bạn sai rồi !!!

          Nguyên văn bởi redrose103 Xem bài viết
          Bạn ATYLA ơi. Mình thấy các bài viết của bạn rất hay.
          Tiện đây mình cũng muốn đưa ra 1 câu hỏi.
          Modbus và profibus đều có thể sử dụng làm BUS trường nhưng sao người ta lựa chọn sử dụng PROFIBUS nhiều trong các hệ truyền thông công nghiệp hơn Modbus?
          Thanks for reading and answering my question.
          40% các hệ thống tự động hóa nước Mỹ dùng Modbus he he he !!! Ngoài ra 99% thiết bị trường hỗ trợ Modbus hoặc các thư viện Modbus trong chế độ Freeport !!!

          Comment


          • #6
            ai có tài liệu về tháp chưng cất giúp mình với nhé! Cảm ơn nhiều!
            |

            Comment

            Về tác giả

            Collapse

            ATYLA Tìm hiểu thêm về ATYLA

            Bài viết mới nhất

            Collapse

            Đang tải...
            X