Thiết bị Fieldbus đòi hỏi sự chú ý nhiều hơn trong thiết lập ban đầu và vận hành so với các đối tác tương tự của họ. Không giống như một máy phát tương tự, ví dụ, trong đó các cài đặt cấu hình duy nhất của các cấu hình là các điều chỉnh hiệu chỉnh nhịp và 0 của nó, một máy phát FF có một số lượng lớn các tham số mô tả hành vi của nó. Một số tham số này phải được đặt bởi người dùng cuối, trong khi các tham số khác được cấu hình tự động bởi hệ thống máy chủ trong quá trình khởi động, mà chúng ta thường gọi là vận hành.
Tập tin cấu hình
Để thiết bị FF hoạt động cùng với hệ thống máy chủ (có thể được sản xuất bởi một công ty khác), thiết bị phải có các khả năng được mô tả rõ ràng để hệ thống máy chủ phải biết phải làm gì với nó. Điều này tương tự với nhu cầu về các tệp trình điều khiển khi kết nối máy tính cá nhân với một thiết bị ngoại vi mới như máy in, máy quét hoặc modem.
Một ngôn ngữ được tiêu chuẩn hóa tồn tại cho thiết bị kỹ thuật số được gọi là Ngôn ngữ mô tả thiết bị hoặc DDL. Tất cả các nhà sản xuất dụng cụ FF được yêu cầu ghi lại các khả năng của các thiết bị của họ bằng ngôn ngữ định dạng chuẩn này, sau đó được máy tính biên dịch thành một tập hợp các tệp được gọi là tệp Mô tả thiết bị (DD) cho công cụ đó. Bản thân DDL là một ngôn ngữ dựa trên văn bản, giống như C hoặc Java, được viết bởi một lập trình viên con người. Các tệp DD được tạo từ tệp nguồn DDL bởi một máy tính, xuất ra dưới dạng dành cho một máy tính khác Truy cập chỉ đọc. Đối với các công cụ FF, các tệp DD kết thúc bằng phần mở rộng tên tệp .sym và .ffo và có thể được lấy tự do từ nhà sản xuất hoặc từ trang web của Fieldbus Foundation (http://www.fieldbus.org). Tệp .ffo DD có định dạng nhị phân chỉ có thể đọc được bằng máy tính có phần mềm thích hợp của dịch vụ DD DD hoạt động. Tệp .sym DD được mã hóa ASCII, giúp con người có thể xem được bằng cách sử dụng chương trình soạn thảo văn bản (mặc dù bạn không nên cố gắng chỉnh sửa nội dung của tệp .sym).
Các tệp dành riêng cho thiết bị khác được duy trì bởi hệ thống máy chủ của phân đoạn FF là các tệp Khả năng và Giá trị, cả hai đều được gọi là Tệp định dạng chung hoặc tệp .cff. Đây cũng là các tệp kỹ thuật số có thể đọc văn bản (được mã hóa ASCII) mô tả khả năng của thiết bị và các giá trị cấu hình cụ thể cho thiết bị, tương ứng. Tệp Khả năng cho thiết bị FF thường được tải xuống từ trang web của nhà sản xuất hoặc của Fieldbus Foundation cùng với hai tệp DD, dưới dạng một bộ ba tệp (phần mở rộng tên tệp lần lượt là .cff, .sym và .ffo). Tệp giá trị được tạo bởi hệ thống máy chủ trong cấu hình của thiết bị, lưu trữ các giá trị cấu hình cụ thể cho số thẻ thiết bị và hệ thống cụ thể đó. Dữ liệu được lưu trữ trong tệp Giá trị có thể được sử dụng để sao chép cấu hình chính xác của thiết bị FF bị lỗi, đảm bảo thiết bị mới thay thế nó sẽ chứa tất cả các tham số tương tự.
Ảnh chụp màn hình của tệp .cff Capabilities được mở trong chương trình soạn thảo văn bản xuất hiện ở đây, hiển thị một vài dòng mã đầu tiên mô tả các khả năng của lưu lượng kế xoáy của mô hình Yokogawa:
Cũng như với các trình điều khiển, các tập tin, các tập tin khác cần thiết để tạo chức năng cho thiết bị ngoại vi của máy tính cá nhân, điều quan trọng là phải có các phiên bản chính xác của các tệp Khả năng và DD được cài đặt trên máy tính của hệ thống máy chủ trước khi thử chạy thử thiết bị. Cho phép cài đặt các tệp Khả năng và DD mới hơn thiết bị vật lý, nhưng không phải ngược lại (một thiết bị vật lý mới hơn các tệp Khả năng và DD). Yêu cầu quản lý tập tin cấu hình phù hợp này là một nhiệm vụ mới cho kỹ thuật viên và kỹ sư thiết bị quản lý trong công việc của họ. Với mỗi thiết bị FF mới được cài đặt trong một hệ thống điều khiển, các tệp cấu hình phù hợp phải được lấy, cài đặt và lưu trữ để giữ an toàn trong trường hợp mất dữ liệu (một sự cố tai nạn) trong hệ thống máy chủ.
Vận hành thiết bị
Việc chạy thử thiết bị Fieldbus trên một phân khúc thực, hiển thị ảnh chụp màn hình của các menu cấu hình hệ thống máy chủ. Thiết bị cụ thể tình cờ là bộ định vị van Fisher DVC5000f và hệ thống máy chủ là hệ thống điều khiển phân tán DeltaV do Emerson sản xuất. Tất cả các tệp cấu hình đã được cập nhật trong hệ thống này trước khi thực hiện vận hành. Hãy nhớ rằng các bước cụ thể được thực hiện để vận hành bất kỳ thiết bị FF nào sẽ thay đổi từ hệ thống máy chủ này sang hệ thống máy chủ khác và có thể không tuân theo trình tự các bước được hiển thị ở đây.
Nếu một thiết bị FF chưa được định cấu hình được kết nối với mạng H1, thì nó sẽ xuất hiện dưới dạng một thiết bị đã bị ngừng hoạt động. Trên hệ thống máy chủ Emerson DeltaV, tất cả các thiết bị FF đã ngừng hoạt động sẽ xuất hiện trong một thư mục được chỉ định trên hệ thống phân cấp của Container container. Ở đây, thiết bị Fisher DVC5000 của tôi được hiển thị màu xanh lam. Một thiết bị FF được ủy nhiệm xuất hiện ngay bên dưới nó (PT 501), hiển thị tất cả các khối chức năng có sẵn trong thiết bị đó:
Trước khi bất kỳ thiết bị FF nào có thể được hệ thống máy chủ DeltaV nhận ra, một thẻ giữ chỗ và tên thẻ của Cameron phải được tạo cho nó trong hệ thống phân cấp. Để thực hiện việc này, phải thêm một thiết bị Fieldbus mới của Fieldbus vào cổng H1. Khi tùy chọn này được chọn, một cửa sổ sẽ mở ra để cho phép đặt tên cho thiết bị mới này:
Ở đây, tên thẻ là PV PV 501 đã được chọn cho bộ định vị van Fisher, vì nó sẽ hoạt động cùng với bộ truyền áp suất PT 501 để tạo thành một vòng điều khiển áp suất hoàn chỉnh. Ngoài tên thẻ (PV 501), tôi cũng đã thêm một mô tả văn bản (Van điều khiển áp suất (định vị)) và chỉ định loại thiết bị (Fisher DVC5000f với khả năng chặn chức năng AO, PID và IS). Hệ thống máy chủ DeltaV đã chọn một địa chỉ miễn phí cho thiết bị này (35), mặc dù có thể chọn thủ công địa chỉ thiết bị mong muốn tại thời điểm này. Lưu ý hộp kiểm của Backup Backup Link Master trong cửa sổ cấu hình này, có màu xám (cho biết tùy chọn này không khả dụng với thiết bị này).
Sau khi thông tin thiết bị đã được nhập cho tên thẻ mới, biểu tượng giữ chỗ của nhóm Cameron xuất hiện trong cấu trúc phân cấp cho phân đoạn H1 (được kết nối với Cổng 1). Bạn có thể thấy tên thẻ mới (PV 501) bên dưới khối chức năng cuối cùng cho công cụ FF được ủy quyền (PT 501). Thiết bị thực tế vẫn đang ngừng hoạt động và xuất hiện như sau:
Bằng cách nhấp chuột phải vào tên thẻ mới và chọn tùy chọn Ủy ban Cảnh sát, một cửa sổ mới sẽ mở ra để cho phép bạn chọn thiết bị ngừng hoạt động nào sẽ được cung cấp tên thẻ mới. Vì chỉ có một thiết bị ngừng hoạt động trên phân khúc H1 cụ thể này, nên chỉ có một tùy chọn xuất hiện trong cửa sổ:
Sau khi chọn thiết bị ngừng hoạt động mà bạn muốn đưa vào hoạt động, hệ thống máy chủ DeltaV sẽ nhắc bạn điều hòa mọi khác biệt giữa trình giữ chỗ tên thẻ mới được tạo và thiết bị ngừng hoạt động. Nếu bạn muốn sử dụng các giá trị hiện có được lưu trữ trong thiết bị vật lý (ngừng hoạt động), bạn bỏ qua bước điều chỉnh đối tượng trực tiếp. Nếu bạn muốn thay đổi các giá trị trong thiết bị so với hiện tại, bạn chọn tùy chọn điều hòa trực tiếp, sau đó mở ra một cửa sổ chỉnh sửa nơi bạn có thể đặt các giá trị thiết bị theo ý muốn.
Sau khi chọn (hoặc không chọn) tùy chọn Hòa giải trực tiếp, hệ thống DeltaV sẽ nhắc bạn xác nhận vận hành thiết bị, sau đó nó sẽ trải qua một loạt các chuỗi hiển thị hoạt hình khi thiết bị chuyển từ trạng thái Standby chế độ sang Ủy ban ” tiểu bang:
Như bạn có thể thấy, quá trình vận hành không nhanh lắm. Sau gần một phút chờ đợi, thiết bị vẫn đang khởi động và chưa được ủy quyền. Tốc độ mạng 31,25 kbps và mức độ ưu tiên của truyền thông theo lịch là các yếu tố hạn chế khi trao đổi số lượng lớn dữ liệu cấu hình trên một phân đoạn mạng FF H1. Để cấu hình thiết bị không làm gián đoạn hoặc làm chậm quá trình truyền dữ liệu quan trọng của quá trình, tất cả các trao đổi dữ liệu cấu hình phải chờ trong khoảng thời gian không được lên lịch, sau đó truyền ở tốc độ tương đối chậm 31,25 kbps khi thời gian được phân bổ đến. Bất kỳ kỹ thuật viên nào quen với tốc độ truyền dữ liệu nhanh của các thiết bị Ethernet hiện đại sẽ cảm thấy như thể họ đã lùi một bước khi máy tính chậm hơn nhiều.
Sau khi đưa thiết bị này vào hệ thống máy chủ DeltaV, một số trình giữ chỗ trong cấu trúc phân cấp xuất hiện với hình tam giác màu xanh bên cạnh chúng. Trong hệ thống DeltaV, các biểu tượng tam giác màu xanh này thể hiện nhu cầu tải xuống các thay đổi cơ sở dữ liệu cho các nút phân tán của hệ thống:
Sau khi tải xuống dữ liệu, dữ liệu định vị van FF mới hiển thị ngay bên dưới bộ truyền áp suất hiện tại dưới dạng công cụ được ủy quyền và sẵn sàng phục vụ. Các khối chức năng cho bộ truyền áp suất PT 501 đã bị phá hủy trở lại thành biểu tượng truyền phát và các khối chức năng cho bộ định vị van mới (PV 501) đã được mở rộng ra để xem:
Như bạn có thể thấy, công cụ mới (PV 501) không cung cấp gần như nhiều khối chức năng như công cụ FF gốc (PT 501). Số lượng các khối chức năng Fieldbus được cung cấp bởi bất kỳ công cụ FF nào là một chức năng của công cụ đó có khả năng tính toán, tải nhiệm vụ nội bộ và theo quyết định của các nhà thiết kế. Rõ ràng, đây là một yếu tố quan trọng cần xem xét khi thiết kế phân đoạn FF: chắc chắn bao gồm các công cụ có chứa tất cả các khối chức năng cần thiết để thực hiện sơ đồ điều khiển mong muốn. Điều này cũng có thể trở thành vấn đề nếu một trong các công cụ FF trong sơ đồ điều khiển được thay thế bằng một trong những nhà sản xuất hoặc kiểu máy khác, có ít khối chức năng khả dụng hơn. Nếu một hoặc nhiều khối chức năng quan trọng không có sẵn trong công cụ thay thế, phải tìm một sự thay thế khác.