FieldBus

Fieldbus Foundation

FOUNDATION fieldbus es un sistema de comunicación digital, serial, bidireccional que sirve como red a nivel de automatización en una planta industrial.

UNIVERSIDAD DE SAN MARTIN DE PORRESESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA

INDUSTRIAL

La tendencia actual en la automatización de plantas industriales es la sustitución de los esquemas de control tradicionales, en los que cada dispositivo tiene su propio cableado de control, por sistemas de bus que enlazan varios dispositivos mediante el mismo cable. Una de las ventajas de un bus de comunicaciones es que requiere una menor cantidad de hilos y cables para conectar los diversos dispositivos a sus controladores. Uno de los buses de comunicación más popular y ampliamente utilizado es el Foundation Fieldbus.

Fue concebido para el Control de procesos

• Puede funcionar en ambientes industriales y/o peligrosos

• Lleva la energía por el mismo cable

• Puede reutilizar cables existentes

• Soporta Seguridad intrínseca

• Control deterministico

• Mantiene informado al usuario

Ventajas del protocolo:

Fieldbus Foundation


INDUSTRIAL

Asociación integrada por más de 140 miembros, quienes representan más del 90% de los proveedores de instrumentos y sistemas de control a nivel mundial.

Reune tanto a fabricantes como a usuarios finales, universidades, entes de regulación, etc.


INDUSTRIAL

LISTADO DE MIEMBROS - IABB Ltd.Allen-Bradley Co., Inc.Apparatebau HundsbachAutomation Research Institue of Ministry of Metallurgical IndustryBailey ControlsBailey JapanBeamexBeldon Wire and CableBently Nevada CorporationBorst AutomationBP Oil - Alliance RefineryBray International, Inc.Brooks InstrumentCaltex ServicesChevron Research and Technology Co.Chiyoda CorporationDanfoss A/Sdigi table thielenDKK CorporationDuPont Engineering Co.EMCOEndress + Hauser GmbH + Co.Exxon Research & Engineering Co.Fieldbus International (FINT)

Fisher Controls International, Inc.Fisher-Rosemount Systems Inc.Fraunhofer Institute IITBFuji Electric Co., Ltd.GATX TerminalsGlaxo IncorporatedGroupe SchneiderGSC Precision Controls Division of DA-TechHartmann & Braun AGHitachiHoneywell Inc.Instituto de Investigaciones Electricas Johnson Yokogawa Corp.K.K. CodixK-PatentsKeystone ControlsKimrayKnick Elektronische Meßgeräte GmbH & Co.Koso Service Co., Ltd.KROHNE Messtechnik GmbH & Co. KGKurihara Kogyo Co., Ltd.M-System Co., Ltd.Magnetrol International, Inc.Masoneilan-Dresser IndustriesMeasurement Technology, Ltd. (MTL)


INDUSTRIAL

Rosemount Inc.Saab Tank ControlServomexShell Oil CompanySHIMADZU CORPORATIONSHIP STAR Associates, Inc.Siebe ECDSiemens Industrial Automation, Inc.Simrad AlbatrossSMARSoftingSRC NIITEPLOPRIBORStoneL CorporationThe Foxboro CompanyTokyo Keiso Co., Ltd.Toshiba Corporation Valmet Automation Inc.VALTEK InternationalVEGA GrieshaberVinson SupplyWorldFIP EuropeYamaha CorporationYamatake-Honeywell Co., Ltd.Yokogawa Electric Corporation

Mettler-ToledoMicro Motion, Inc.Milltronics, Ltd.Mitsubishi Electric Corporation Monsanto CompanyMotoyama Eng. Works, Ltd.Nagano Keiki Seisakusho Ltd.National Instruments Corp.NEC CorporationNeles-JamesburyNEMANiigata Masoneilan Co., Ltd.Ohkura Electric Co., Ltd.Oval Engineering Co., Ltd.Pacific Avionics CorporationPepperl + FuchsPMV, Palmstiernas Instruments ABPolitecnico di Torino-DaiPresys Instrumentos E Sistemas Ltda.R. Stahl Schältgeraete GmbH & Co.Ramsey Technology, Inc.Relcom Inc.Ronan Engineering CompanyRosemount Analytical Inc.

LISTADO DE MIEMBROS - II


INDUSTRIAL


INDUSTRIAL

PROCESO

MEDIDOR

ELEMENTO FINAL

DE CONTROL

Consigna

AlgoritmoControl

+

-

CONTROLADORe(t)

Variable Manipulada

ERROR

Perturbaciones

MV

PV

SVo

SP

Error (e) = SP - PV

Variable Proceso


INDUSTRIAL

PROCESO

MEDIDOR

ELEMENTO FINAL

DE CONTROL

SPAlgoritmo

Control

+

-

PIDe(t)

ERROR

Perturbaciones

TRANSMISOR

POSICIONADOR, CONVERTIDOR

FF/I o FF/P

PV

MV


INDUSTRIAL

Fieldbus Foundation (Wiring)

Type Description Size Maximum length

A Individual shielded, twisted pair

PAR TRENZADO BLINDADO

#18 AWG(0.8 mm2)

1900 m (6232 ft.)

B Multiple-twisted-pair with overall shield

Multiple de par trenzado con cable blindado

#22 AWG(0.32 mm2)

1200 m(3936 ft.)

C Multiple-twisted-pair without shield

Multiple de par trenzado sin blindaje

#26 AWG(0.13 mm2)

400 m(1312 ft.)

D Two wires with no shield and not twistedDos hilos sin blindaje no

torcido

#16 AWG(1.25 mm2)

200 m (656 ft.)

LIMITES DEL LARGO DE SEGMENTO


INDUSTRIAL


EJEMPLO : SE DEBE INCLUIR LA SUMA DE TODOS LOS CABLES Y NO DEBE SUPERAR LOS LIMITES DE LA TABLA ANTERIOR.


INDUSTRIAL

Ejemplo:

Máx. 90 mt Máx. 60 mt

Máx. 120 mt



INDUSTRIAL


Fieldbus utiliza un cable del tipo par apantallado, permite utilizar cables existentes.

El bus se llama segmento o “trunk”, y los dispositivos se conectan al trunk mediante “spurs”, esta topología es llamada “branch”.


INDUSTRIAL


Si los spurs se conectan en un solo punto concentrados entonces la topología se llama árbol o “tree”.


INDUSTRIAL

CONTROL DISTRIBUIDO EN DISPOSITIVOS DE CAMPO !!!

FCS

Tecnología Fieldbus

DCS

Tecnología Convencional

SUBSISTEMAE/S

CONTROLADOR


INDUSTRIAL


INDUSTRIAL

La tecnología para el control de procesos industriales ha evolucionado a lo largo de los últimos cuarenta años a partir de control digital directo (DDC-1962) a los controladores de lógica programable (PLC1972) a los sistemas de control distribuido (DCS-1976) y ahora a los sistemas de control de campo (FCS-1994). The latest field control system evolution is the implementation of Foundation fieldbus into the manufacturing environment. El último campo de la evolución del sistema de control es la aplicación de la Fundación de campo en el entorno de fabricación.


INDUSTRIAL


INDUSTRIAL

Tecnología Fieldbus (Digital)Variable(s) Proceso, Configuración,

DiagnósticoBIDIRECCIONAL

FCSDCS

Análogo (4 -20 mA)Variable Proceso (PV)

UNIDIRECCIONAL

SUBSISTEMAE/S

CONTROLADOR

COMUNICACIÓN DIGITAL - BIDIRECCIONAL


INDUSTRIAL


INDUSTRIAL

ACCESO A UNA MAYOR CANTIDAD DE INFORMACIÓN!!!

FCS (System302)

POR TANTO UNA MAYOR DISPONIBILIDAD Y FIABILIDAD

INFORMACIÓN DE DIAGNÓSTICO

“STATUS”

TAG =LIC-012VALUE =70.34UNIT =m3

STATUS=GOODALARM = Y/N

DCS/PLC

4 – 20 mA


INDUSTRIAL


INDUSTRIAL

Mantenimiento Correctivo :

Mantenimiento Preventivo:

Mantenimiento Predictivo :

Mantenimiento Proactivo :

Sustitución partes/piezas en mal estado.

Sustitución programada de partes/piezas (intervalos).

Determinación fallas/deterioro

de partes y/o equipos.

Dirigido a detección y corrección

del origen del problema

DETECTAR Y CORREGIR ORIGEN DEL PROBLEMA


INDUSTRIAL


INDUSTRIAL

Mantenimiento y calibración programada en base a información histórica almacenada en dispositivos.

Ejecución de tareas de mantenimiento y calibración sin esperar a que el sistema falle para corregir el problema (Paradas programadas).

Incremento de la disponibilidad de la planta.

Cambio de la filosofía del mantenimiento de equipos, ahorro de tiempo y recursos. Sólo cuando realmente lo requieren.


INDUSTRIAL


INDUSTRIAL

FY301

Operación Mantenimiento AdministraciónIngeniería

HUB/SWITCH

DFI302

LC700DFI302

HI302

DFI302

DC302

FIELDBUS HSE

FIELDBUS H1 FIELDBUS H1

E/S DISCRETAS

TT302LD292

LD302IF302

TT301LD301

LD291FY302

FP302TP302FI302

E/SE/S

MODBUS

TP301

4-20mA+HART

MAYOR INTEGRACIÓN – ARQUITECTURA HÍBRIDA


INDUSTRIAL


INDUSTRIAL

A A

Driver A/B

Driver A/C

Driver A/D

INTERFASE FIELDBUS ESTÁNDAR

Proveedor B Proveedor C Proveedor D Proveedor B Proveedor C Proveedor D

DCS/PLC FOUNDATION Fieldbus

PROTOCOLO ABIERTO

DFI302

SMAR


INDUSTRIAL


INDUSTRIAL

INTERCAMBIABILIDAD E INTEROPERABILIDAD

10:15:55 28-Oct-2000

Yokowaga

smar

SAMSON

PV:

SP:

MV:

?????????

?????????

?????????

Simple PID

A

M

%% AI

IN:

OUT1:

OUT2:

Split Range

?????????

?????????

?????????

%%???

PID

SPLT

AO%%

AO???

???


INDUSTRIAL


INDUSTRIAL

Nivel de Campo (H1)

31.25 Kbps

Nivel Gestión (HSE)

100 Mbps

Dispositivos de Campo

Dispositivode Enlace

Host


INDUSTRIAL


INDUSTRIAL

1. Tipo Bus:

HostTee

Módulo Impedancia

+Terminator

Fuente Poder24VDC

“TRUNK”

“Spurs”

Terminator



INDUSTRIAL


INDUSTRIAL

Foundation Fieldbus Terminator461111This terminador contiene todos los componentes requerido para poner fin a un segmento de Foundation Fieldbus. Este dispositivo es diseñadopara ser muy compacto y fácil de usar. La terminación es utilizarse para evitar la reflexión sobre el cable de bus de campo como consecuencia de los extremos del segmento.

2. Tipo Árbol:

Terminator

Fuente Poder24VDC

Módulo Impedancia

+Terminator

Host

“TRUNK”

“Spurs”

Caja de Unión



INDUSTRIAL


INDUSTRIAL

3. Mixta:


Terminator“Spurs”

“TRUNK”

HostMódulo Impedancia

+Terminator

Fuente Poder24VDC

Caja de Unión


INDUSTRIAL


INDUSTRIAL

a) Tipo de cable : Par Trenzado Apantallado (STP)

Par Blindaje Trenzado Sección Máx.Long. Tipo

Simple SI SI 0.80 mm2 1900 m AMulti SI SI 0.32 mm2 1200 m BMulti NO SI 0.13 mm2 400 m CMulti SI NO 1.25 mm2 200 m D

Criterios para selección : Instalación nueva o “heredada” Elegir cable con la mayor sección posible.


INDUSTRIAL


INDUSTRIAL

b) Conectores : El estándar no define un tipo específico

minifast®

eurofast®

Screw terminal


INDUSTRIAL


INDUSTRIAL

Transmisores, posicionadores y convertidores:

LD302

DT302

TT302FY302

FP302

IF302


INDUSTRIAL


INDUSTRIAL

TRUNK

SPURS


INDUSTRIAL


INDUSTRIAL

Overview Screen Detail Screen

Supervisión PV’s

Animación en tiempo real Históricos y tendencias

Sumario de Alarmas

La interfase gráfica (HMI) es configurable, satisfaciendo las necesidades particulares del usuario final.


INDUSTRIAL


INDUSTRIAL


INDUSTRIAL


INDUSTRIAL


INDUSTRIAL


INDUSTRIAL

FY101

TIC101

ControladorTemperatura

Vapor

Fluido caliente

Suministro de Vapor Saturado

TT101

Condensado

Fluido

Convertidor I/Po Posicionador

TransmisorTemperatura

IP

ElementoFinal deControl


INDUSTRIAL


INDUSTRIAL

AO

AI

PID

TT-101

TIC-101

FY-101

TT302

FI302 / FP302

4-20mA / 3-15psi


INDUSTRIAL


INDUSTRIAL

Documents

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