FIELDBUS - Испытанная технология цифрового будущего.

15.11.2017

Технология Foundation fieldbus - это не просто сеть; это - передовая цифровая инфраструктура автоматизации, которая построена на доказавших свое практическое применение концепциях Интернета вещей по управлению данными, обеспечению связи, работе с полевым оборудованием и событиями, с одновременным обеспечением функциональности распределенного управления и взаимодействия между устройствами и подсистемами. Система, работающая в режиме реального времени, разработана специально для приложений по управлению технологическими процессами.

 

В 80-е годы значительные усилия прилагались в области развития стандартов цифровых коммуникационных технологий для полевых устройств. Ведущие производители оборудования для управления технологическими процессами работали над собственными цифровыми протоколами; в результате многочисленные усилия привели к созданию ряда конкурирующих между собой протоколов, которые, однако, были несовместимыми. В конце 90-х эта работа получила новое, многообещающее развитие. Производители, конечные пользователи, академические организации и другие заинтересованные стороны объединились в организацию Fieldbus Foundation (с января 2015 FieldComm Group) и разработали открытые общие спецификации. Это передовое решение в области цифровой связи было направлено на поддержание ответственных приложений по управлению процессами, где качественная передача и обработка данных принципиально важны.

Fieldbus - это цифровая, двунаправленная, многоточечная, последовательная коммуникационная сеть, используемая для связи изолированных друг от друга (по функциям) устройств, таких как контроллеры, датчики, силовые приводы и т. п. Fieldbus создает локальную сеть для измерительных приборов, используемых в управлении технологическим процессом.

Основная область применения сети fieldbus - нижний уровень распределенной системы автоматизации с подключенными устройствами, работающими во взрывоопасных средах и использующих сеть как для информационного обмена, так и для обеспечения собственного питания. Физический уровень определен стандартами Международной электротехнической комиссии (МЭК) и ISA (International Society for Automation)(Международная ассоциация автоматизации) - двух ведущих мировых организаций по стандартизации в области промышленной автоматики.

Сеть Fieldbus служит для подключения датчиков и исполнительных механизмов к системе управления по одной витой паре, обеспечивая питание и связь с полевыми устройствами.

Выпускаемые MTL компоненты для создания физического уровня Fieldbus предоставляют пользователю возможность легко завершить любую установку Fieldbus для реализации связи между системой управления и полевыми датчиками. Источники питания Fieldbus, преобразователи питания Fieldbus и хабы (концентраторы) Megablock выпускаются в модификациях для любого приложения в опасной и безопасной зоне, обеспечивая самый высокий уровень доступности системы, в то же время, сохраняя общую архитектуру, которая не зависит от зоны или дивизиона.

Первые коммерческие приложения Foundation fieldbus относятся к 1997 году. С того времени миллионы устройств были установлены на промышленных объектах по всему миру. В то же время, все еще остается некоторое недопонимание технологии Foundation fieldbus.

Перерабатывающие отрасли промышленности известны своей консервативностью, и ряд вопросов, с которыми операторы производства сталкивались на ранних этапах, продолжают и сегодня рассматриваться с некоторым опасением. Эти «мифы» не имеют под собой никакой реальной основы и опровергаются практикой.

«Миф»: Реализация слишком сложная.

Реализация технологии Foundation fieldbus не является сложной; она имеет свои особенности.

При надлежащем обучении и соответствующем поставщике или интеграторе эта технология практически снижает риски на инженерном и операционном этапе проекта, что также повышает стоимость инвестиций. Более того, операторам доступен богатый накопленный опыт как инженерных решений, так и надежное, опробованное на практике оборудование.

«Миф»: Технология Foundation fieldbus не дает преимуществ по затратам.

При внедрении лучших практик, стоимость системы в ключевых областях на основе Foundation fieldbus с учетом монтажа может быть существенно ниже, чем традиционной системы. Значительно снижается время на запуск и диагностирование оборудования. То, что раньше занимало часы, с этой технологией достигается за минуты. До 75% задержек на предприятии по запуску в эксплуатацию связаны с полевым оборудованием и системами. Технология Foundation fieldbus позволяет упростить этап запуска и сократить общие временные затраты.

Реальные преимущества технологии лучше всего ощутимы на операционном уровне. Конечные пользователи на многих предприятиях сумели избежать незапланированных остановок и отключения оборудования и систем благодаря диагностике и функциональным возможностям Foundation fieldbus. Профилактическое обслуживание и ремонт представляют собой одну из ключевых областей снижения затрат. По некоторым оценкам конечных пользователей, более половины работ по обслуживанию не ведут к ощутимым результатам.  Технология Foundation fieldbus, реализующая предупредительную диагностику, способствует развитию стратегии proактивного обслуживания, что позволяет избежать излишних полевых проверок по рутинному графику.

«Миф»: Зачем инвестировать в fieldbus, если есть технология Wireless.

Беспроводные технологии имеют много преимуществ, но fieldbus и беспроводные технологии не являются взаимоисключающими. Политика Foundation fieldbus ставит своей целью сосуществование с промышленными беспроводными технологиями в области автоматизации технологических процессов. Посредством реализации проекта Wireless and Remote I/O (WIO) (Беспроводные и удаленные I/O) были разработаны спецификации для шлюзов, позволяющие инкорпорировать данные по стандарту ISA 100.11a или WirelessHART в системы Foundation fieldbus. Сочетание массива диагностических данных, доступных через беспроводные устройства, с возможностью работать с этими данными, преобразуя их в полезную информацию в системе fieldbus, представляется мощным и эффективным решением.

Непрерывное развитие.

Технология Foundation fieldbus непрерывно совершенствуется на базе обратной связи с пользователями.

Спецификация Foundation fieldbus теперь включает рекомендации NAMUR NE107 (сообщения о состояниях -
«Ошибка устройства", "Требуется обслуживание", "Проверка функций" от полевых устройств); обеспечивает
обратную совместимость и простую замену; усовершенствованные пользовательские интерфейсы и мастера
настроек. Устройства тестирования также обеспечивают соответствие требованиям спецификации Foundation fieldbus.

Продукция MTL занимает уникальную нишу в области компонентов инфраструктуры fieldbus и включает полный комплект компонентов физического уровня для установки системы fieldbus как в опасной, так и в безопасной зоне предприятия: источники питания, преобразователи питания; хабы (концентраторы), барьеры; устройства защиты от перенапряжения; дисплеи, тестеры; защитные кожухи и другие компоненты.

Интегрированные, опробованные практикой решения MTL.

Тесное сотрудничество с основными поставщиками решений fieldbus позволило разработать интегрированные системы питания и соответствующие компоненты подключения. Как типовое решение источники питания поддерживают множественные сегменты fieldbus и обеспечивают прямое подключение к хост-контроллеру по системным кабелям. Решения MTL предоставляют пользователям ряд преимуществ, в частности, снижение инженерных затрат, более быструю установку, экономию монтажного пространства и снижение затрат на оборудование. Источники питания MTL fieldbus и средства подключения тестируются и оцениваются по самым жестким требованиям и программам системных поставщиков, демонстрируя совместимость и позволяя пользователю выбирать компоненты системы с уверенностью.

Реализация программы развития линейки продуктов для сетей fieldbus, способствовали использованию модулей MTL на многих крупнейших производственных объектах в России и в мире.

 

Комплексные решения fieldbus на базе оборудования MTL реализованы на предприятиях: Лукойл Коми, Пермский НОС; Роснефть, ЦПС Ванкорское месторождение; Башнефть, Новоуфимский НПЗ; Омский НПЗ, Газпромнефть; Метадинеа; Яйский НПЗ; Павлодарский НХЗ; Танеко и другие.

Пример комплексного решения, реализованного в России:

Западное и Северо-Хоседаюское месторождения; Висовое месторождение.

Оператор: СП Русвьетпетро.

 

 

Интегрированное решение для РСУ Yokogawa, обеспечивающее встроенную диагностику Fieldbus на базе F809F; защиту от импульсных перенапряжений; специально спроектированные для низкотемпературных применений коробки для разветвителей Megablock.

Примеры проектов на базе модулей MTL, выполненные в других странах:

  • BP - многочисленные решения на базе источников питания FISCO;
  • Shell - решения на базе FISCO в Нигерии;
  • BP/Sinopec, Шанхай - модули Megablock; и другие проекты.

Крупнейший в мире проект Aramco в Саудовской Аравии включает решения Fieldbus MTL. (Saudi Aramco — национальная нефтяная компания Саудовской Аравии. Крупнейшая нефтяная компания мира по показателю добычи нефти и размеру нефтяных запасов.)

Для объектов компании Aramco (Khursaniyah Gas Plant) MTL предоставила интегрированные решения, включающие, в том числе, хабы (концентраторы) Megablock со встроенной защитой спуров от короткого замыкания. Оборудование установлено в Зоне 2 в защитных кожухах из нержавеющей стали 316L и обеспечивает более 10 000 сегментов. Для проекта Saudi Aramco были также выбраны источники питания fieldbus F800.

Основными критериями при выборе явились полное соответствие требованиям технической спецификации по проекту и соотношение цена / качество. По решению генерального подрядчика проекта СП Bechtel-Technip

(BT JV), оборудование MTL для физического уровня Foundation fieldbus представляло собой наиболее конкурентоспособное решение. На проектную мощность завод вышел в июне 2010 года.

 

Технология Foundation fieldbus представляет собой унифицированную инфраструктуру, которая работает с данными, средствами связи, технологическим оборудованием и различными функциями, обеспечивая высокий уровень распределенной функциональности и взаимодействия устройств и подсистем.

 

Характеристики и базовые технологии важны, но этого недостаточно для того, чтобы найти основания для их применения, особенно в сегодняшнем нерасположенном к капитальным вложениям рынке. Сегодня конечный пользователь четко сфокусирован на бизнес-результатах, и любая технология, попадающая в поле его зрения, должна соответствовать критериям добавленной стоимости.

В перерабатывающих отраслях это - высокая доступность систем управления, возможность принимать действенные бизнес-решения и наличие общей среды, которая позволяет масштабировать решения от небольших приложений до уровня ответственных приложений, требующих интеграции многих областей управления.

 

Технология Foundation fieldbus и компоненты физического уровня MTL позволяют решать эти вопросы, и при системном подходе получить наибольшие преимущества.