フィールドバス物理レイヤー監視

プロセス産業は、フィールドバスによるデジタル転送に移行しています。メリットははっきりしています。配線がはるかに少なくて済み、プランニング、設置、コミッショニングのコストと時間が節約できます。　操作中に、データ転送と結果における高精度なフィールドバステクノロジーその他は、生産性において常によりよいものとなります。　 インテリジェントなフィールド機器は、より強力なだけでなく、より多くの機能を提供します。 フィールドバスにより、リモートパラメータと保守情報の読み取りが可能となり、フィールド機器は自動的に制御側に報告します。資本の投資は、保守の低減化とより長いシステム稼働時間を達成します。

フィールドバスと4…20 mA テクノロジーは、直視出来るものよりも多くの長所を持ち備えます。ケーブルは正しく設置されなければなりません。シールドとアースのコンセプトは見合ったモノを、システムにあわせて正しく選ばれなければなりません。　多くのユーザーは、最大31 ノードまでフィールドバスセグメントに接続可能で、エネルギー供給と通信と共有できることを習得しておりません。爆発予防コンセプトはまた、複数のノードが1つのラインに接続されていることを考慮に入れなければなりません。最大ライン長 1,900 m までは、関連規格 IEC 61158-2 に定められています。ここでは、トランクとスパーのトポロジーが確立されています。各フィールド機器は、スパーにより電源がトランクから供給されており、これには追加保護がなされています。　ほとんどすべての近代的な設置は、このようなやり方でなされています。（「ハイパワートランクの項も参照）

データ伝送に使われる信号は、計測が容易でなければなりません。フィールドバステクノロジーにおいては、一般的な供給電圧と電流、信号レベル、信号ノイズとジッター (挿入部を参照のこと) 以外に専門語がよく使われます。現存のチェック方法では、手動で書面化されなければなりません。ケーブルのダクトと絶縁に加えて、各機器に対して抵抗と容量も測定され書面化されなければなりません。コミッショニングを行う人物は、数多くの機器を現場にて使わなければなりません。機器のリストには、デジタルマルチメータ、バステスター、そして使用頻度は低いですがデジタルオシロスコープが含まれます。測定機器は、現場にて接続されなければなりません。つまり、分配パネルとスイッチキャビネットが開けられ、すでに完了している配線にテスト機器を装着しなければならないということです。しばしば、ケーブル接続はこの目的のためにキャビネット内またはフィールドにて取り外されなければなりません。同じテスト手続きが各 フィールド機器においてなされなければならず、また、別個に測定・書面化されなければなりません。つまり、手数がかかるのです。

地点から地点への配線では考えられることができなかったことが、フィールドバスでは妥当な価格で行えるのです。Pepperl+Fuchs製新しい上級診断モジュールにより、物理的なフィールドバスの構造の測定と監視が制御室で可能になります。モジュール式電力供給システム Power Hub 用プラグインカードとして設計されたモジュールは、フィールドバスセグメント用にフィールドバス物理層のすべての測定結果を集め、オンライン、リアルタイムで単一のメンテナンスワークステーション上に取り込めます。フィールドバス診断は、状況の透明性を提供し、実際に転送された信号の測定可能性は、プロセスシステムの設置者とオペレータがより完全なフィールドバスの状態を把握できるにします。これにより、しばしば説明のできなかった状況を正確に分析することができます。フィールドバス上の使用可能な予備電力も測定、確認します。

フィールドバスの強みの1つに、実際には全ての接続装置の 2% 未満にしかエラーが起きていないということがあります。つまり、98% の装置は質のよいものであり、確認されるだけでよいということです。従って、コミッショニングの際にオンサイトにいる事はもう要求されません。設置とコミッショニングは別のステップで実行することが望ましいです。

テスト実験室でパラメータ化済みフィールド器具は、すべて直接フィールドバスに接続されています。 測定、書面化、そしてコミッショニングが、単一の操作ステップに組み合わせられています。必要があれば、エラー発見は後ほど実行することが可能です。

制御ステーションからの、コミッショニングはすべての必要なタスクを 上級診断 モジュールを使って実行可能です。測定とタスクのログは、メニューとクエリーで簡単に実行できます。完全な文書が自動的に生成され、オプションで電子フォーマットか印刷物として供給が可能です。プロセスは以下を確認します

• 設置は IEC 61158-2 規格の要件を遵守して下さい
• 各フィールド機器は、選ばれたフィールドバス規格の必要要件を満足するようにして下さい

さらに、各 フィールドバスセグメントの予備電力が計算されます。 次に手続きは以下のようになります：

• 全セグメントとフィールド機器、およびフィールドバス電源を接続する
• シールディングの状態を確認する-シールド線は、各フィールド機器毎にきちんと装着され絶縁されている
• フィールドバス電源にスイッチを入れ、制御テクノロジーを動作させて全フィールド機器を作動させる
• 高機能診断モジュールを使って、すべての測定を実行し、書類を保存する

テスト手続きが短く、委託時間が節約されます。さらに、フィールドバスへの深いテクニカルな専門知識は、テストに合格しなかったセグメントをチェックするためだけに要求されます。つまり、時間節約への高まるプレッシャーのなか設置と実行されるタスクの委託は、高い質をもって実行されるのです。

コミッショニングは、ダイアログによりサポートされています：まずトランクが計測され、供給電圧とロード電流が確認されます。接地エラー測定は、ワイアリングの適切なバランスと絶縁の両方を確かめながら行われます。次に、各 フィールド機器通信信号の強度とノイズ、ジッターについてチェックされます。物理的なフィールドバス構造のオンラインモニタリング用制限値は、診断モジュールにて示され保存されます。

診断モジュールは電源部と一体化で装着される為、これにより通信する機器に物理的に直接触れることなく電気的に接続されます。スイッチキャビネット内の配線は影響を受けません。