1_Tecnologia_FF - EAD

Tecnologia Foundation Fieldbus
1
Hierarquia das redes industriais
Rede
planta
Rede
Local
Automação de escritório
• Mainframes
• Gerenciamento
Sistemas de Automação & Visualização
• DCSs, PLCs, PCs
• SCADA, Sistemas Supervisórios
Rede
Fieldbus
Instrumentação & Controle
• Transmissores, Controladores
• Válvulas & Atuadores
2
Sistema DCS Tradicional
Rede Local
DCS
E/S
4 - 20 mA
CAMPO
DPT101
PT101
FCV101
DPT102 PT102 FCV102
3
Sistema Tradicional DCS
Controle Discreto
(PLCs)
Partida de Motores
Variadores de Frequencia
Balanças
Valvulas de Controle Discreto
E/S Intrinsicamente Seguras
4
Sistema Tradicional DCS
RS485
Controladores Digitais
5
Sistema Tradicional DCS
Equipamentos Analógicos & Inteligentes
6
Evolução dos transmissores Inteligentes
Necessidade de Protocolo Realmente Digital
Transmissores Inteligentes ( 1983 )
Comunicação Utilizando Programadores de Mão
Protocolo Hibrido ( HART )
Equipamentos Inteligentes (Blocos, Diagnóstico...)
7
Sensorbus
- Baixo Custo, Alta Velocidade, Comunicação
a nível de Bit (Botoeiras, Chaves de
Estado, etc.)
- Instrumentos Multiplexados e de pequenas
dimensões.
Variáveis de
Processo
Controle de Processo
e Diagnóstico
Tipos de Controles e Equipamentos
Lógico
Controle
Sensorbus
Seriplex
Interbus
Bit
Byte
Equipamentos Simples
Block
Equipamentos Complexos
8
Devicebus
- Alta Velocidade, Comunicação a nível de
Byte, Equipamentos Discretos Complexos
- Pode suportar variáveis analógicas e
comunicação ponto-a-ponto.
Variáveis de
Processo
Controle de Processo
e Diagnóstico
Tipos de Controles e Equipamentos
Devicebus
Lógico
Controle
Sensorbus
Seriplex
Interbus
Bit
CAN
DeviceNet
AS-i
LonWorks
Interbus S
Profibus DP & FMS
Byte
Equipamentos Simples
Block
Equipamentos Complexos
9
Fieldbus
- Substituição aos sinais convencionais 4-20 mA / HART;
- Bus Powered (2-fios);
- Suporta Aplicações Intrínsicas.
Fieldbus
Devicebus
Variáveis de
Processo
Controle de Processo
e Diagnóstico
Tipos de Controles e Equipamentos
Lógico
Controle
Sensorbus
Seriplex
Interbus
Bit
CAN
DeviceNet
AS-i
LonWorks
Interbus S
Profibus DP & FMS
Byte
Equipamentos Simples
4-20mA
HART
Foundation Fieldbus
Profibus PA
Block
Equipamentos Complexos
10
Agrupamento de produtos
Devicebus
Analíticos
SLCs, Controladores
Válvulas de Controle
DCS
Sensores de processo
PCs, PLCs
Interfaces de Operação
Drivers
Controladores de Movimento
Chaves, Sensores, Válvulas
Partida de Motores
Botões Push-button
11
Fieldbus
Sensorbus
O que é Fieldbus Foundation?
12
FIELDBUS FOUNDATION
É UMA ASSOCIAÇÃO DE COMPANHIAS QUE
FORNECEM MAIS DE 90% DO
SUPRIMENTO MUNDIAL DE PRODUTOS DE
INSTRUMENTAÇÃO E CONTROLE
13
Lista de Membros
ABB Ltd.
Allen-Bradley Co., Inc.
Apparatebau Hundsbach
Automation Research Institue of
Ministry of Metallurgical Industry
Bailey Controls
Bailey Japan
Beamex
Beldon Wire and Cable
Bently Nevada Corporation
Borst Automation
BP Oil - Alliance Refinery
Bray International, Inc.
Brooks Instrument
Caltex Services
Chevron Research and Technology Co.
Chiyoda Corporation
Danfoss A/S
digi table thielen
DKK Corporation
DuPont Engineering Co.
EMCO
Endress + Hauser GmbH + Co.
Exxon Research & Engineering Co.
Fieldbus International (FINT)
Fisher Controls International, Inc.
Fisher-Rosemount Systems Inc.
Fraunhofer Institute IITB
Fuji Electric Co., Ltd.
GATX Terminals
Glaxo Incorporated
Groupe Schneider
GSC Precision Controls Division of DA-Tech
Hartmann & Braun AG
Hitachi
Honeywell Inc.
Instituto de Investigaciones Electricas
Johnson Yokogawa Corp.
K.K. Codix
K-Patents
Keystone Controls
Kimray
Knick Elektronische Meßgeräte GmbH & Co.
Koso Service Co., Ltd.
KROHNE Messtechnik GmbH & Co. KG
Kurihara Kogyo Co., Ltd.
M-System Co., Ltd.
Magnetrol International, Inc.
Masoneilan-Dresser Industries
Measurement Technology, Ltd. (MTL)
14
Lista de Membros
Rosemount Inc.
Saab Tank Control
Servomex
Shell Oil Company
SHIMADZU CORPORATION
SHIP STAR Associates, Inc.
Siebe ECD
Siemens Industrial Automation, Inc.
Simrad Albatross
SMAR
Softing
SRC NIITEPLOPRIBOR
StoneL Corporation
The Foxboro Company
Tokyo Keiso Co., Ltd.
Toshiba Corporation
Valmet Automation Inc.
VALTEK International
VEGA Grieshaber
Vinson Supply
WorldFIP Europe
Yamaha Corporation
Yamatake-Honeywell Co., Ltd.
Yokogawa Electric Corporation
Mettler-Toledo
Micro Motion, Inc.
Milltronics, Ltd.
Mitsubishi Electric Corporation
Monsanto Company
Motoyama Eng. Works, Ltd.
Nagano Keiki Seisakusho Ltd.
National Instruments Corp.
NEC Corporation
Neles-Jamesbury
NEMA
Niigata Masoneilan Co., Ltd.
Ohkura Electric Co., Ltd.
Oval Engineering Co., Ltd.
Pacific Avionics Corporation
Pepperl + Fuchs
PMV, Palmstiernas Instruments AB
Politecnico di Torino-Dai
Presys Instrumentos E Sistemas Ltda.
R. Stahl Schältgeraete GmbH & Co.
Ramsey Technology, Inc.
Relcom Inc.
Ronan Engineering Company
Rosemount Analytical Inc.
15
FOUNDATION Fieldbus
Foundation Fieldbus é um protocolo digital que oferece comunicação
digital de via dupla em modo multi-ponto entre os equipamentos de
chão-de-fábrica, sistemas de automação e de visualização.
FF é essencialmente uma rede local (LAN) para os equipamentos de
campo utilizados em automação industrial.
Fieldbus
P
Processo
Sistemas de Automação e Visualização
L
F
16
Sistema de Controle Fieldbus
SISTEMA
SUPERVISÓRIO
Rede Local
FIELDBUS
CAMPO
DPT101
PT101
FCV101
DPT102 PT102 FCV102
17
Economia
Comunicação de via dupla
DCS
SISTEMA
FIELDBUS
CONTROLADOR
SUB-SISTEMA
E/S
4-20 mA Tradicional
UMA VARIÁVEL
UNI-DIRECIONAL
FIELDBUS
MULTI-VARIÁVEL
BI-DIRECIONAL
18
Economia
Economia de cablagem e equipamentos
DCS
CONTROLADOR
SISTEMA
FIELDBUS
SUBSISTEMA
E/S
I.S
I.S.
I.S.
I.S.
4-20 mA
19
Economia
Redução de hardware
DCS
CONTROLADOR PID
SUBSISTEMA
E/S
SISTEMA
FIELDBUS
AO
AI
AI
TRADICIONAL
CONTROLE NOS EQUIPAMENTOS DE CAMPO !
20
Segurança Intrínseca
Barreiras de Segurança sem repetidores internos
Repetidor
Barreira de Segurança
V
21
Repetidor Fieldbus DF48
Permite que a rede FF seja extendida a
9,500 m;
Permite a inclusão de até 4 repetidores
por rede H1 FF.
PS
PS
PS
PS
PS
22
Benefits – Function Blocks in the Field Devices
Advanced PID
Analog Alarm
Analog Input
Arithmetic
Characterization
Constant
Density
Input Selector
Integrator
Lead Lag
Output Signal Selector
and Dynamic Limiter
PID
Set Point Generator
Splitter
Timer / Logic
23
Benefícios
Flexibilidade
PID
PID
AI
PID
PID
AI
AI
AI
AO
AO
24
Visão expandida
DCS/PLC
Sistema
FIELDBUS
25
Status: Integridade das
informações
Um software pode ser usado para investigar detalhes
dos status ruins.
Good
Bad
Uncertain
normal
Ex. falha de sensor
Ex. fora do alcance calibrado
Providencia automaticamente a “ação de segurança em
caso de falhas” (fail safe) na saída do transmissor caso
ocorra falha de sensor, comunicação, etc..
Assegura inicialização em cascata com transferência
suave (bumpless) e Anti-Saturação pelo Modo Integral
(anti-reset-windup) e muitas outras funções.
26
Manutenção Pró-Ativa
Agendamento de manutenção baseado em diagnóstico
de equipamentos;
Agendamento de calibração baseado em dados de
calibração de equipamentos armazenados;
Manutenção e calibração de vários instrumentos ao
mesmo tempo – menos paradas;
Manutenção e calibração realizadas em paradas
agendadas e não paradas de emergência;
Aumento da disponibilidade da planta;
Sem perda de tempo com manutenção desnecessária
de equipamentos (manutenção preventiva).
27
Confiabilidade dos dados
DCS
SISTEMA FIELDBUS
TAG
=LIC-012
VALUE =70.34
UNIT
=m3
STATUS=GOOD
ALARM = Y/N
15.3 mA
TRANSMISSOR
TRANSMISSOR
28
Operation Screen Benefits
Improved Information Availability and Integrity
“Operator interface software shows
variable quality and limit (status)
conditions adjacent to values”
29
Aumento de Informações
Mais informações de controle e de instrumento
Informações de gerenciamento
Informações de controle
FCS: ligeiro incremento nas
informações de controle. Grande
incremento nas informações para
gerenciamento.
DCS: informações de controle
suficientes mas pouca informação
de gerenciamento.
30
‘Cleaner’ Hierarchy
FCS
DCS
Power Supplies
Control Cards
Input Cards
Output Cards
Fusing
Marshaling
Termination
Cards
4-20 mA
31
Fieldbus = sistema aberto
DRIVER
A/B
DRIVER
A/C
FABRICANTE
B
FABRICANTE
C
INTERFACE
FIELDBUS
PADRÃO
?
FABRICANTE
B
FABRICANTE
D
32
FABRICANTE
C
FABRICANTE
D
Device Description
É uma descrição extensa dos dados de um equipamento
que possibilita a interoperabilidade entre equipamentos
de campo e hosts.
Device Descriptions são escritos em uma linguagem de
programação especial chamada “Device Description
Language” (DDL).
Device Descriptions
Equip. fornecedor A
Equip.
fornecedor B
Fieldbus
33
Device Description
Adicionando novos fabricantes ?
Device Descriptions
O conjunto de arquivos DD é composto por 3 arquivos:
Capability Files ( *.cff extension )
e Device Description Files ( *.sym, *.ffo extensions )
34
Protocolo Fieldbus
MODELO FIELDBUS
MODELO OSI
USUÁRIO
APLICAÇÃO
ESPECIFICAÇÃO
MENSAGEM FIELDBUS
SUB-CAMADA ACESSO
FIELDBUS
APRESENTAÇÃO
SESSÃO
USUÁRIO
Interface com programa
de
comunicação com
comandos
orientados à aplicação
(read, write)
“PILHA” DE
COMUNICAÇÃO
TRANSPORTE
REDE
DADOS
DADOS
FÍSICA
FÍSICA
Descrição do protocolo
de acesso ao meio
(Medium Access Control,
MAC) incluindo
segurança de dados.
FÍSICA
Definição do meio (hardware),
codificação e velocidade
de transmissão de dados.
35
Protocolo Fieldbus
O QUE REALMETE IMPORTA:
NIVEL DO
USUÁRIO
COMO
CONFIGURAR
“PILHA” DE
COMUNICAÇÃO
NIVEL FÍSICO
COMO INSTALAR
36
Tecnologia FOUNDATION Fieldbus
USUÁRIO
PILHA DE
COMUNICAÇÃO
H1 – baixa velocidade para controle do processo
(substitui tecnologia 4-20 mA)
31.25 Kbit/s
Alimentado pelo barramento
Opção de segurança intrínseca
Até 1900 metros
HSE – alta velocidade para automação avançada
FÍSICA
10/100 Mbit/s
Ethernet / Fiber Optic
1 GMbit/s
(futuro)
FF está de acordo com o padrão ISA/IEC de camada física.
37
Meios Físicos
ETHERNET
HSE - Fieldbus de alta velocidade
• FAST ETHERNET - 100Mbps
SERVIDOR
GATEWAY
HSE
H1… Fieldbus de baixa velocidade
• 31.25 Kbps
• substitui 4 a 20 mA
• 2 - 32 Equipamentos (não alim. barramento)
• 2 - 16 Equipamentos (alim. barramento)
• Potência & Comunicação
• Intrinsecamente Seguro
• par trançado
• comprimento 1900 m
BRIDGE
SCADA
PLC
PLC
Fieldbus H1
ANALIZADOR
38
Codificação de Camada Física
Tempo de 1 Bit
CLOCK
1
0
DADOS
+
0
1
CODIFICAÇÃO
MANCHESTER
BIFÁSICO-L
-
39
1
0
0
Codificação de Camada Física
Os dados são bits “0” e “1” codificados em transições de
subida ou descida respectivamente.
A codificação Manchester é completamente simétrica e
portanto não adiciona componente DC.
40
Codificação de Camada Física
O período de 1 bit é 32µs. Como T = 1 / f, temos que
a frequência da rede (taxa de comunicação), será de
31.25kbps, conforme informado pelo protocolo FF.
Os delimitadores de início e fim são codificados,
inclusive transições especiais que não pertencem
aos dados.
Um controlador de comunicação Fieldbus
(processador) faz a codificação do sinal além de
muitas outras funções.
41
Codificação e Decodificação
Delimitador Início
Preâmbulo
1
０
1
０
1
０
1
０
1
N+ N- 1
Bit time
０
N- N+
Delimitador Fim
Dado Serial
０ ０ ００
1
０
1
０ ０
1 N+ N- N+ N-
(T=32µs)
Código Manchester Bi-phase L
Hi
Hi
t
-T/2
t
T/2
-T/2
T/2
Lo
Lo
“1”
“0”
Hi
t
-T/2
t
T/2
-T/2
T/2
Lo
“N+”
“N-”
42
1
０
1
Codificação de Camada Física
CLOCK
1
0
PREÂMBULO
+
1
0
1
0
1
0
1
0
1
N+
N-
1
0
N-
N+
0
1
N+
N-
N+
N-
1
0
1
0
-
+
DELIMITADOR
0
INÍCIO
+
DELIMITADOR
0
FIM
-
43
Fieldbus Layer Encoding System
USER
APPLICATION
USER DATA
FIELDBUS MESSAGE
SPECIFICATION
FMS PCI*
USER ENCODED DATA
4
FIELDBUS ACCESS
SUBLAYER
0 to 251
FAS
PCI*
1
DATA LINK
LAYER
DLL
PCI*
5-15
PHYSICAL LAYER
FIELDBUS
FMS PDU**
4 to 255
FAS PDU**
FRAME CHECK
SEQUENCE
5 to 256
PREAMBLE
START
DELIMITER
DLL PDU**
1***
1
8 to 273
* PROTOCOL CONTROL INFORMATION
** PROTOCOL DATA UNIT
*** THERE MAY BE MORE THAN 1 OCTET OF
PREAMBLE IF REPEATERS ARE USED
44
2
END
DELIMITER
1
Codificação de Camada Física
A rede tem um módulo de impedância localizada entre os
equipamentos e a fonte de alimentação.
A impedância previne que a fonte de alimentação DC cause
curto-circuito no sinal AC de comunicação.
A rede tem um terminador de 100 ohm em cada
extremidade que serve de derivação para o sinal de
comunicação. Essas derivações paralelas resultam em uma
impedância de 50 ohm, fazendo com que a corrente da
sinalização Manchester gere uma queda de tensão de 0,75
a 1Vpp.
45
Corrente do equip.
Tensão da rede H1 - 31.25 kbit/s
Equip. Fieldbus
15 a 20 mA p-p
Transmitindo
Tensão
Ocioso
Fonte
de
Alim
100 Ohm
C
0.75 a 1.0 V p-p
100 Ohm
C
Terminador
Rede Fieldbus
Valor de C é calculado para deixar passar
31.25 kbit/s
46
Codificação de Camada Física
Todos os equipamentos da rede captam essa tensão
AC, sendo sensíveis o bastante para recebê-la
mesmo com atenuação do sinal ao longo dos cabos.
Em outras palavras, a transmissão é feita por meio
de corrente e a recepção por meio de tensão.
Ao mesmo tempo, os terminadores previnem
reflexão do sinal quando este trafega até as
extremidades dos cabos.
47
Sinal Fieldbus da Rede H1
48
Tecnologia FOUNDATION Fieldbus
CAMADA
USUÁRIO
FIELDBUS 31.25 kbit/s
EQUIPAMENTOS
SALA DE CONTROLE
“PILHA”
DE COMUNICAÇÃO
CAMADA FÍSICA
Caixas de Junção
(Junction Box)
Tronco
ramificação
ou Spur
Comprimento cabo = comprimento Tronco + comprimentos Spurs
Comprimento máximo = 1900 metros com cabo tipo “A”
49
Representação Elétrica
Segmento de Rede FIELDBUS
1900M Max.
Segmento Fieldbus
barramento
Terminador
+
Terminador
Circuito
Isolador
de Sinal
Dispositivo de
Monitoramento
Equipamentos de Campo
Fonte
50
Linha de Transmissão Balanceada
Terminador mais próximo
Equipamentos de campo
Fonte
Fieldbus
20 V
Nom
+
-
Terminador mais afastado
Circuito de
isolamento
do sinal
100 Ω
100 Ω
1 µF
1 µF
1900M Max.
51
Topologia em Árvore
XMTR
VAZÃO
VÁLVULA
FONTE
ALIM.
FIELDBUS
TERMINADOR
XMTR
TEMP
JUNCTION
BOX
TERMINADOR
100Ω
OS TERMINADORES OFERECEM UMA IMPEDÂNCIA DE 50 ohm
PARA O SINAL DE COMUNICAÇÃO
52
XMTR
NÍVEL
Tecnologia FOUNDATION Fieldbus
Executa codificação/decodificação de
mensagens da Camada de Usuário
CAMADA USUÁRIO
PILHA DE
COMUNICAÇÃO
CAMADA FÍSICA
Programador Centralizado
Deterministico
Transferência Eficiente e Segura dos
Dados
Suporte ao modelo Cliente/Servidor
(Client/Server)
Suporte ao modelo Emissor/Assinante
(Publisher/Subscriber)
FF está conforme ao comitê ISA/IEC para Camada de Dados v4.1.
preliminar
53
Tecnologia FOUNDATION Fieldbus
LINK ACTIVE SCHEDULER (LAS)
Somente um equipamento Mestre (LAS) pode
controlar a comunicação de uma rede Fieldbus.
Um equipamento pode enviar pacotes somente
quando tiver a permissão do LAS.
O LAS tem a lista de todos os equipamentos que
necessitam comunicar com a rede Fieldbus.
54
VCR - Virtual Communication Relationship
Sender
Receiver
Index
Index
Fieldbus Message
VCR
Specification
VCR
Fieldbus Access
Layer
Fieldbus Message
Specification
Fieldbus Access
Layer
DataLink
Layer
DataLink
Layer
Physical
Layer
Physical
Layer
55
VCRs
VCR - Virtual Communication Relationship
É o canal de comunicação utilizado para a transferência de dados
entre equipamentos FF (aplicações);
O protocolo definie três tipos de VCR’s: Publisher/ Subscriber,
Client/Server, e Source/Sink (Alarmes e Tendências - Trends).
Publisher
VCR
Subscriber
VCR
Link feito por uma VCR do Publisher + uma VCR do Subscriber
VCR é um canal de Dados para /do Equipamento
56
Serviços da Camada de Dados
Emissor/Assinante
Publisher/Subscriber
Cliente/Servidor
Client/Server
Distribuição de
Relatórios
(Report Distribution)
Usado para
envio de dados
de controle e
Links externos
Usado para
mensagens do
operador
Usado para
notificar eventos
e enviar
relatórios de tendência
Envia a PV para o PID
e para a estação do
operador
Mudança no Setpoint
Mudança no Modo
Mudança de Sintonia
Upload/Download
Gerenciamento de
Alarmes
Acesso à Telas de
Visualização
Diagnóstico Remoto
57
Envia alarmes do
processo para a
estação do operador
Envia relatório de
tendências para
armazenagem de
dados
Tipos de Comunicação
P/S – Publisher/Subscriber
C/S – Client/Server
RD – Report Distribution
Fieldbus Ethernet
C/S
RD
P/S
58
VCR
Virtual Communication Relationship
- Outros tipos de VCR requeridos por um device FF:
1- Client/Server para cada MIB (Management Information Base);
1- Client/Server para o Host Primário;
1- Client/Server para o Host Secundário ou ferramenta de
manutenção;
1- Report Distribution para Alarmes
1- Report Distribution Tendências
59
Contando as VCR’s
Número de VCR’s requeridas no Controle em Cascata abaixo com 2 equipamentos:
- Do bloco AI para o bloco PID 2 VCRs publishers and 2 VCRs subscribers;
- Para cada equipamento outras 5 VCRs são requeridas;
- Links internos não consideram VCRs.
AI
AI
OUT
OUT
Dual channels device
IN
PID
BKCAL_IN
IN
OUT
SP
BKCAL_OUT
PID
OUT
AO
60
BKCAL_IN
BKCAL_OUT
Selecione Dispositivos H1 com
Maior Número de VCRs
Dimensionar e controlar o número de VCR necessárias não é uma
tarefa fácil quando do projeto de sistemas.
A solução para isso é especificar durante a fase de projeto
equipamentos/fabricantes que suportam um grande número de VCRs.
O número de VCRs limita a quantidade de links que um
equipamento pode REALIZAR!!
Alguns equipamentos ou
fabricantes suportam até 44
VCRs. Outros 16, 11 ou,
menos!
61
Tecnologia FOUNDATION Fieldbus
Fornece Blocos de Função padrão.
CAMADA USUÁRIO
PILHA DE
COMUNICAÇÃO
Definição consistente de dados para
integração e fácil distribuição de funções
entre equipamentos de campo de
fornecedores diferentes.
Fornece Programação de Blocos de Função.
CAMADA FÍSICA
Fornece arquivos de Device Descriptions,
proporcionando ao sistema host operar o
equipamento sem programação específica.
Arquitetura e terminologia consistente com a IEC TC65 WG6
Function Block - Part 1 CDV
62
Definições do Padrão Foundation Fieldbus
• Camada Física: instalação de equipamentos e componentes;
• Determinísmo: Protocolo de Comunicação Digital determinístico
para Controle de Processos.
• Modelo Publisher/Subscriber para Dados de Controle
• Modelo Client/Server para Supervisão
• Modelo Broadcast para Supervisão e Eventos
• Linguagem de Blocos de Função FF para Configuração de
Controle de Processos.
• Bloco de Função Padrão
• Bloco com Funções Adicionais (Enhanced)
• Bloco de Funções Específicas do fabricante
• Blocos de Função Flexíveis (FFB)
• Rede High Speed Ethernet para troca de dados e conectividade.
63
Modelo de Blocos de Função
Camada
usuário
“PILHA”
COMUNICAÇÃO
ALGORITMO
Entradas
Saídas
Exemplo:
PID
Parâmetros de Controle
(Manual, Auto, Kp, Tr, etc.)
64
CAMADA FÍSICA
Tecnologia FOUNDATION Fieldbus
CAMADA
USUÁRIO
INTERCONEXÃO ENTRADA / SAÍDA
TRANSMISSOR
EQUIPAMENTO FIELDBUS
“PILHA”
COMUNICAÇÃO
CAMADA FÍSICA
AI
OUT
VÁLVULA
EQUIPAMENTO FIELDBUS
PID
IN
IN
OUT
65
AO
Aplicação de Blocos de Função
Alim.
Nível Vazão
Vazão Tubulão Vapor
Água
AI
AI
AI
AI
AI
AI
AI
PID
PID
PID
PID
RA
PID
PID
AO
AO
Básico
Cascata
AO
Relação
66
AI
AO
Caldeira 3 Elementos
Nível/ Alim. – vazão água
Blocos de Função nos equipamentos de campo
Advanced PID
Analog Alarm
Analog Input
Arithmetic
Characterization
Constant
Density
Input Selector
Integrator
Lead Lag
Output Signal Selector
and Dynamic Limiter
PID
Set Point Generator
Splitter
Timer / Logic
67
Configuração de HOST
Equipamentos de campo, Equipamentos de
Interconexão (Linking Devices) e Configuração de
Estratégias de Controle.
“Uma única ferramenta básica para configuração
das estratégias de controle”
68
Macrociclo - Adicionando Loops
AI
PID AO
AI
PID AO
AI
PID AO
69
Macrociclo FF
HOST
LINKING DEVICES
REDE H1 FF
MACROCICLO
800ms
650ms
300ms
500ms
1000ms
1500ms
70
Dimensionamento da Rede H1
Somente Monitoração de Tanques, sem limitação de tempo : 16 Devices
Loops de Controle, sem limitação de tempo: 12 Devices
Loops de Controle com supervisão leve, scan time 1seg: 10 Devices
Loops de Controle com supervisão pesada, scan time 1seg: 8 Devices
Loops Críticos, : 2-3 Devices (Pertencentes ao mesmo loop)
Loops de Controle Rápidos, < scan time < 300ms: 2-3 Devices
Loopes de Controle extremamente Rápidos <scan time < 100ms como
por exemplo Controle Anti-Surge:
Não é aconselhável a utilização da tecnologia FF.
71
...
OPC - OLE for Process Control
HMI / CLIENTE OPC
OLE
Servidor OLE
72
...
SOMENTE
UM DRIVER
CLIENTE OPC
SUPERVIS ÃO - Views
Blocos de Fução FF -
73
Parâmetros
SUPERVISÃO - Views
A lista de Parâmetros é dividida em 4 VIEWS fixas e pré definidas
View 1
View 2
View 3
View 4
74
SUPERVISÃO - Views
• View é uma lista pré definida de parâmetros;
• 4 Views por bloco de função FF!!!
• Para a supervisão de 1 parâmetro é necessária a
supervisão de 1 VIEW completa;
• Cada VIEW necessita de 46 ms para ser publicada.
75
Acesso ao bloco PID usando VIEWS conforme
a Especificação FF-891-1.2
76
SUPERVISÃO - MVC
Blocos de Fução FF -
Parâmetros
128 bytes
MVC
(Container)
77
SUPERVISÃO - MVC
(Multiple Variable Container)
• 128 bytes de Dados dinamicamente configurados
• Cada MVC utiliza 50 ms do barramento
• Tipicamente 1 MVC por Device!!!
A utilização de uma MVC
ao invés de uma View,
Permitirá o acesso a parâmteros de
5 ou mais Blocos de Funções FF
78
SUPERVISION - MVC
(Multiple Variable Container)
VIEW
MVC
2 Views por Bloco de Função (típico)
1 MVC por Device
Para 5 Blocos de Função -> 10 Views
Para 5 Blocos de Função -> 1 MVC
46ms
50ms
10 Views -> 460ms
1 MVC -> 50ms
79
Distribuição de Tarefas
Outras funções no
host:
Funções de tempo
crítico no campo:
Controle
Lógica
Seqüencial
Computacional
Seleção
Alarme
Diagnóstico
80
Visualização
Operação
Supervisório do
Controle
Aplicação de Usuários
Otimização
Batelada
Receita
Tendência
Alarme
Relatórios
Banco de Dados
Sinótico Fluxo do
Processo
Gerenciamento de
Instrumentos