Foundation Fieldbus
gazdaságosan
FF Economy
Szelmann Szilárd –Yokogawa Hungária Kft.
Tartalom
1. Szép digitális világ
2. Fieldbus ABC
3. Modern folyamatirányító rendszer
4. Előnyök – CAPEX
5. Előnyök – OPEX
6. Elvárható gazdaságossági előnyök
7. FF gazdaságossági számítások – Zöldmezős beruházás
8. FF gazdaságossági számítások – Rekonstrukciós beruházás
Szeretem, nem szeretem…
4-20mA + HART
(1200Bps, DD files)
Foundation Fieldbus
(31,25kBps, eDDL,
FDT/DTM)
????????
(embedded configuration,
1/10GBps, PoE, IPv6)
Szép digitális világ (1) – XXI. század
Telecom – S-100 bus Unibus VAXBI MBus STD Bus SMBus Q-Bus
ISA Zorro II Zorro III CAMAC FASTBUS LPC HP Precision Bus EISA
VME VXI NuBus TURBOchannel MCA SBus VLB PCI PXI HP GSC
bus CoreConnect InfiniBand UPA PCI-X AGP PCI Express Intel
QuickPath Interconnect HyperTransport
Computer – Apple Desktop Bus, HIL, MIDI, Multibus, RS-232 (serial
port), DMX512-A, IEEE-488 (GPIB), EIA/RS-422, IEEE-1284 (parallel
port), UNI/O, ACCESS.bus, 1-Wire, I²C, SPI, EIA/RS-485, Parallel
SCSI, USB, FireWire (1394), Fibre Channel, Camera Link, External
PCI, Express x16, Thunderbolt, ST-506 ESDI SMD Parallel ATA (PATA)
DMA SSA HIPPI USB MSC FireWire (1394) Serial ATA (SATA) eSATA
eSATAp SCSI Parallel SCSI Serial Attached SCSI (SAS) Fibre
Channel (FC) iSCSI ATAoE
Épület Automatizálás – 1-Wire, BACnet, C-Bus, DALI, DSI, KNX,
LonTalk, Modbus, oBIX, X10, xAP, ZigBee, InstaBus
Autóipar – LIN, J1708, J1587, FMS, J1939, CAN, NMEA 2000, VAN,
FlexRay, MOST, Keyword Protocol 2000
Energetika – IEC 60870-5 (DNP3), IEC 60870-6, IEC 61850, IEC
62351, Modbus, Profibus
Folyamatirányítás – BSAP, CC-Link Industrial Networks, CIP,
Controller area network, ControlNet, DeviceNet, DF-1, DirectNET,
EtherCAT, Ethernet Global Data (EGD), Ethernet Powerlink,
EtherNet/IP, FINS, FOUNDATION fieldbus (H1, HSE), GE SRTP,
HART Protocol, Honeywell SDS, HostLink, INTERBUS,
MECHATROLINK, MelsecNet, Modbus, Optomux, PieP, Profibus,
PROFINET IO, SERCOS interface, SERCOS III, Sinec H1, SynqNet,
TTEthernet
A világ soros buszrendszerek nélkül
Azt hittem, hogy meg tudom oldani…
Szép digitális világ (2) – Automatizálási protokollok
Source: http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_automation_protocols
Nem mindig a műszakilag legjobb a befutó…
Példa 1980-ból:
VHS (JVC) vs. Video2000 (Phillips)
Megjelenés: 1976
Utolsó forg.: 201?
Megjelenés: 1979
Utolsó forg.: 1988
Modern folyamatirányító rendszer
DCS Kontroller
HMI ENGOPC
Felső szintű adatkapcsolat: APC,
MIS
Al(?)rendszer: ESD, Égővezérlő, UNIT
PLC, terepi terminál, stb.
Modbus
HMITS
Biztonsági vezérlő
Saját távoli I/O
H1
Karbantartói rendszer
Modbus TCP/IP
UGS(OPC, serial bus)
Modbus TCP/IP
Foundation FieldBus (H1) ABC
Tudta, hogy…?
• Max. eszközszám egy FF szegmensben
32 (6-12 gyakorlatban)
• FF kommunikációs sebesség
31,250Bps
• Ciklusidő
100ms (Control in the field)
1s (eszköz-host között)
• Teljes kábelezési hossz (csavart érpár, repeater nélkül)
1900m
• Tápellátás és kommunikáció egy kábelben
• Ex-i és/vagy Ex-d védelmi módok
• SIF, TÜV (SIL3) bizonylatolt
Foundation FieldBus – Pros and Cons
Előnyök – CAPEX (1) nemzetközi irodalom szerint
1) Tervezési és dokumentációs időigény csökkenés és
rugalmasság a tervezésben
2) Szabványosítási „kényszer”
3) Plug&Play terepi eszköz funkcionalitás
4) Csökkentett kábelezési és nyomvonal építési
költségek a terepen
5) Csökkentett kábelezési és nyomvonal építési
költségek a műszerhelyiségben (nincs marshalling)
6) Jelentősen kisebb szekrény helyigény (kevesebb I/O
kártya, IS leválasztó, túlfesz.véd.eszk., sorkapocs)
7) Jelentősen gyorsabb beüzemelés és üzembe
helyezés (10-20%-a a hagyományosnak)
Előnyök – CAPEX (2) gyakorlati tapasztalat szerint
1) Tervezési és dokumentációs időigény csökkenés és
rugalmasság a tervezésben
2) Szabványosítási „kényszer”
3) Plug&Play terepi eszköz funkcionalitás
4) Csökkentett kábelezési és nyomvonal építési
költségek a terepen
5) Csökkentett kábelezési és nyomvonal építési
költségek a műszerhelyiségben (nincs marshalling)
6) Jelentősen kisebb szekrény helyigény (kevesebb I/O
kártya, IS leválasztó, túlfesz.véd.eszk., sorkapocs)
7) Jelentősen gyorsabb beüzemelés és üzembe
helyezés (10-20%-a a hagyományosnak)
8) Növekvő szoftverkonfigurációs időigény (különösen
„Control in the Field” esetén)
Előnyök – OPEX
1) Szabványosítási „kényszer”
2) Egyszerű és gyors terepi eszköz csere és új eszköz hozzáadás
(kisebb kábelezési korlát)
3) Részletesebb, gyorsabb és fejlettebb diagnosztikai funkciók (mint
HART-nál) karbantartói rendszerrel vagy anélkül is (FIMS)
4) Több változó egyidejű, gyors elérése egy eszközből (pl.
multiparaméteres eszközök, analizátorok, dp távadó: p, dp, tchip, tamb
etc.)
5) Terepi eszköz konfiguráció letöltés közvetlenül a DCS-ből. (pl.
minimális állásidő eszközcsere esetén)
6) „Control in the field” – működés host kiesés esetén is
7) Fizikai média diagnosztikai lehetőségek (Advanced Diagnostics)
8) Digitális szelep pozícionálók teljes integrálása
9) Gyorsabb és pontosabb terepi eszköz hiba feltárás
10)Hatékonyabb karbantartási támogatási lehetőségek az
eszközszállítóktól
11)Rövidebb üzemállási idő
Elvárható gazdaságossági előnyökMottó:
A költség megtakarítás nem következik automatikusan FF rendszer alkalmazásából.
Ennek oka, hogy a közismert „PARETO” elvnek megfelelően az ipari berendezésekkel
kapcsolatos költségek 80%-a a beüzemelést követően jelentkezik.
CAPEX vs. OPEX
CAPEX
• Ne várjunk automatikusan költségcsökkenést
• Rövidebb projekt végrehajtás a beüzemelési idő
jelentős csökkentése miatt
OPEX
• Közvetlen üzemeltetési költségek az alkalmazott
eszközök általános kvalitásától függnek
• A közvetett költség megtakarítást az üzem
megnövekedett rendelkezésre állása adhat, amely a
rendszer élettartama alatt jelentős értéket képviselhet
FF Gazdaságossági számítások (1) – Zöldmezős projekt
Mottó:
FF bizonyítottan gazdaságosabb zöldmezős beruházások esetén, abban az esetben ha a
megfelelő hangsúlyt fektetünk a kezelők, a műszerészek és a mérnökök műszaki
kompetenciájának megteremtésére részletes oktatások segítségével a létesítmény teljes
életciklusa alatt: Tervezés/Gyártás/FAT/Telepítés/Üzembe helyezés és Karbantartás.
DCS signals
Signal type pcs
AI (4...20 mA) 200
AO (4...20 mA) 20
DI (24 VDC) 320
DO (24 VDC) 80
Motor control, Profibus DP 25
Motor control, frequency controlled, Profibus DP 30
Motor operated valve, Profibus DP 15
Subsystem integration with Profibus DP
Subsystem name AI AO DI DO
Water treatment plant 63 0 212 102
Auxiliary Boiler 1 20 10 90 50
Auxiliary Boiler 2 20 10 90 50
Auxiliary Boiler 3 20 10 90 50
Auxiliary Boiler 4 20 10 90 50
Electrical systems 1 1 0 11 2
FF Gazdaságossági számítások (2) – Rekonstrukció projekt
Hasznos kérdések a gazdaságossági számítások előtt:
1) A kábelezést részben vagy teljesen cserélni szükséges?
2) A létező kábelek használhatóak-e FF-hez?
3) Van elegendő hely a műszerhelyiségben új szekrények számára?
4) Mennyi a létesítmény tervezett élettartama?
5) „Advanced diagnostic” alkalmazását tervezzük?
6) Mennyire legyen a létesítmény „jövő biztos”?
7) Mennyi a beüzemelésre rendelkezésre álló idő?
8) Pneumatikus rendszert szükséges lecserélni?
9) Mekkora oktatási és műszaki kompetencia kiépítési költsége az FF-re
áttérésnek?
DCS signals
Signal type pcs
AI (4...20 mA) 200
AO (4...20 mA) 20
DI (24 VDC) 320
DO (24 VDC) 80
Motor control, Profibus DP 25
Motor control, frequency controlled, Profibus DP 30
Motor operated valve, Profibus DP 15
CAPEX
• Nincs gyakorlati költség különbség 4-20mA+HART és FF között
• A körtesztek (Labor-2) és a beüzemelés jelentősen gyorsabb,
gyorsabb projekt megvalósítást eredményez
OPEX
• Várhatóan kevesebb üzemállás
• Várhatóan hatékonyabb karbantartás
FF Gazdaságossági számítások (3) – Eredmények
Top Related