โครงข่ายของระบบ FOUNDATION FIELDBUS Topologies
ระบบของการCommunication ของ FONDATION FIELDBUS นั้นถือว่าเป็นการต่อในลักษณะของ Local Area Network (LAN) แบบหนึ่ง แต่ถูกใช้สำหรับงานในส่วนของ Process Control โดยอุปกรณ์ต่างๆในระบบ FOUNDATION FIELDBUS สามารถเชื่อมต่อกันเป็นโครงข่ายได้หลายรูปแบบดังต่อไปนี้
รูปที่ 7 แสดงโครงข่ายแบบจุดต่อจุด
1. โครงข่ายแบบจุดต่อจุด (Point-to-Point) โครงข่ายแบบนี้จะมีอุปกรณ์สองตัวต่ออยู่ในระบบดังแสดงในรูปที่ 7
2. โครงข่ายแบบขาไก่ (Chicken Foot) โครงข่ายแบบนี้จะประกอบด้วยสายหลักกับจุดต่อสายร่วมของสายย่อย โครงข่ายแบบนี้ยังสามารถใช้ได้ที่จุดสิ้นสุดของสายหลัก การใช้งานโครงข่ายแบบนี้จะต้องมีการคำนึงถึงความยาวของสายย่อยซึ่งได้แสดงไว้ในตารางที่ 1 ดังแสดงในรูปที่ 8
รูปที่ 8 แสดงโครงข่ายแบบขาไก่
3. โครงข่ายสายหลักกับสายย่อย (Bus with Spurs) โครงข่ายแบบนี้จะประกอบด้วยสายหลักกับจุดต่อสายย่อยไปยังยังอุปกรณ์ไปตลอดแนวสายหลัก ดังแสดงในรูปที่ 9
รูปที่ 9 แสดงโครงข่ายสายหลักกับสายย่อย
4. โครงข่ายสายแบบลูกโซ่ (Daisy Chain) โครงข่ายแบบนี้จะใช้อุปกรณ์ต่อกันไปตลอดแนวสายหลักในแบบลูกโซ่ ดังแสดงในรูปที่ 10
จากรายละเอียดที่กล่าวมาเป็นเพียงหลักการการทำงานของ FOUNDATION FIELDBUS
(FOUNDATION FIELDBUS) เท่านั้น ฉบับหน้าคอยพบตอนจบของเรื่องนี้ ที่จะแสดงรายละเอียดเกี่ยวการออกแบบเครื่องมือวัดในงานอุตสาหกรรมด้วย FOUNDATION FIELDBUS เพื่อเป็นแนวทางสำหรับผู้ที่จะนำ FOUNDATION FIELDBUS ไปใช้งานในการควบคุมอุตสาหกรรมกระบวนการผลิตต่อไป
รูปที่ 10 แสดงโครงข่ายแบบลูกโซ่
ระบบจำกัดพลังงานแบบ FISCO
การจำกัดพลังงานที่ใช้กับระบบ FOUNDATION FIELDBUS จะมีข้อจำกัดเกี่ยวกับความสามารถในการจ่ายกระแสของบัสเมื่อมีความยาวของบัสมาก ๆ จึงทำให้จำนวนอุปกรณ์ต่อบัสถูกจำกัด ดังนั้นจึงมีการนำเสนอแหล่งจ่ายกระแสไฟสำหรับสายบัสที่เรียกว่า FISO (Fieldbus Intrinsically Safe Concept) เพื่อนำมาใช้งานกับระบบ Fieldbus ในแบบ I.S. โดยการใช้งานแหล่งจ่ายไฟแบบ FISCO จะคล้ายกับการใช้งาน Barrier แต่สายบัสและอุปกรณ์ที่จะนำมาต่อกับแหล่งจ่ายไฟ FISCO จะมีข้อกำหนดต่าง ๆ ดังนี้
#ระบบบัสต้องเป็นไปตามมาตรฐาน IEC-1158-2
#อุปกรณ์ที่ต่ออยู่กับบัสจะต้องดึงกระแสจากบัสเท่านั้น
#อุปกรณ์แต่ละตัวต้องกินกระแสไฟฟ้าต่ำสุดที่ 10 mA และในช่วงการส่งสัญญาณกระแสจะแกว่งอยู่ในช่วง +/- 9 mA
#ความยาวของบัสสูงสุดเท่ากับ 1000 เมตร
#สายบัสต้องมีค่าตัวแปรต่าง ๆ ดังนี้ ความต้านทาน = 15 - 150 Ω/km.ค่าอินดักแตนซ์ = 0.4 - 1 mH/km. ค่าคาปาซิแตนซ์ = 80 - 200 nF/km.
#Bus Terminator มีความต้านทาน = 90 -100 Ω ค่าคาปาซิแตนซ์ = 0 – 2.2 uF.
แหล่งจ่ายกระแสในรูปแบบ FISCO จะมีกราฟคุณลักษณะการจ่ายกระแสไฟฟ้าเป็นแบบสี่เหลี่ยมคางหมูหรือสี่เหลี่ยมมุมฉาก (Trapezoidal หรือ Rectangular) โดยจะมีชุดสำหรับควบคุมกระแสให้คงที่ เมื่อมีการดึงกระแสเพิ่มขึ้นแรงดันไฟฟ้าจะยังมีค่าคงที่จนถึงกระแสสูงสุดที่กำหนดไว้ตัวอย่างแหล่งจ่ายไฟแบบ FISCO สำหรับการใช้งานในกลุ่มก๊าซ IIC ชนิด ib จะมีแรงดันไฟฟ้าด้านขาออกสูงสุดเป็น 15 V และจะมีแรงดันไฟฟ้าทำงานที่ 13.5 V และจะมีกระแสสูงสุดที่จ่ายได้ 128 mA
รูปที่ 11 การใช้งาน FISCO
รูปที่ 12 สัญญาณกระแสตามข้อกำหนดของ FISCO
จากข้อกำหนดสัญญาณกระแสของอุปกรณ์การวัดในแบบ FISCO จะใช้กระแสในช่วงปกติเป็น 10 mA ดังนั้นเมื่อนำแหล่งจ่ายกระแสแบบ FISCO ไปใช้งานกับระบบ Fieldbus ทีมีระยะความยาวของสายเป็น 750 เมตร จะสามารถจ่ายกระแสได้ประมาณ 110 mA ดังนั้นอุปกรณ์ที่สามารถนำไปต่อกับสายบัสแบบนี้จะมีจำนวนได้เท่ากับ 10 ตัว ซึ่งจำนวนอุปกรณ์การวัดจะสามารถมีได้มากกว่าการใช้ Barrier แบบเก่า ในปัจจุบันแหล่งจ่ายไฟแบบ FISCO สามารถนำไปใช้งานกับระบบควบคุม Fieldbus ที่มีใช้กับอุปกรณ์เครื่องมือวัดทั้งสองรูปแบบคือ FOUNDATION FIELDBUS และ PROFIBUS-PA
จากหลักการของระบบการป้องกันการเกิดประกายไฟในรูปแบบจำกัดพลังงาน หรือ ระบบ Intrinsically Safe (I.S.) จะมีข้อกำหนดในการนำไปใช้ที่ต้องพิจารณาอยู่หลายข้อ ดังนั้นในการนำระบบนี้ไปใช้งานทั้งในการควบคุมแบบทั่วไปและแบบ Fieldbus จะต้องมีการคำนวณค่าตัวแปรให้เหมาะสมกันระหว่างอุปกรณ์การวัดและ Barrier นอกจากนั้นแล้วชนิดของ Barrier ก็จำเป็นต้องให้เหมาะสมเช่นกัน ปัญหาที่พบบ่อยครั้งในการใช้งานระบบ I.S. จะเป็นค่าแรงดันไฟฟ้าที่ด้านขาออกของ Barrier มีค่าต่ำเกินไปจนทำให้อุปกรณ์การวัดบางชนิดหยุดทำงานเมื่อมีการดึงกระแสจากระบบมากขึ้น
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น