Интервью - Разработчики

Рейтинг пользователей: / 1
ХудшийЛучший 

Когда речь заходит о применении Foundation Fieldbus для управления технологическими процессами, лишь немногие инженеры обладают большим непосредственным опытом, чем Дэйв Браун. Он работает с этой технологией с начала 1990-х годов, когда Браун состоял в штате у одного из ведущих поставщиков распределённых систем управления (DCS), до сегодняшнего дня, находясь в должности специалиста в области управления и автоматизации в корпорации Bechtel. В своём интервью Браун освещает ключевые моменты применения высокоскоростного Ethernet (HSE) в технологии Foundation и рассказывает о результатах всестороннего испытания, оценивая высокоскоростной Ethernet в качестве решения для управления в полевых условиях. Интервью из Бюллетеня Fieldbus,весна 2010 г.

Бюллетень Fieldbus: Когда впервые Вы стали работать с Foundation Fieldbus?

Дэйв Браун: Я начал работать с технологией Fieldbus Foundation в 1992 году в качестве сотрудника компании Emerson Process Management. Тогда я работал в инженерно-проектном отделе компании, занимаясь многочисленными производственными вопросами. Я участвовал в первых эксплуатационных испытаниях полевой шины H1 Fieldbus. Джон Берра из Emerson спросил, не хочу ли я создать команду для изучения применения приборов Foundation и определения условий, необходимых для принятия этой технологии.

 

БF: И к каким выводам Вы пришли?

Браун: В то время мы выяснили, что более 90% вопросов конечных пользователей касательно полевых шин Fieldbus относились к их установке. Наши результаты показали, что необходимо улучшить работу по обучению персонала правильно устанавливать и эксплуатировать приборы на полевых шинах Fieldbus. Персоналу предприятий необходимо было лучше разбираться в прокладке шин и заземлении, а также понимать значимость блоков ресурсов и преобразователей, времени микроциклов при загрузке и т.п.

 

БF: Когда Вы впервые столкнулись с высокоскоростным Ethernet?

Браун: К 2001 или 2002 г. высокоскоростной Ethernet, безусловно, позиционировался как следующий шаг в развитии Foundation Fieldbus. В архитектуре автоматизации Foundation применяется шина H1 для соединения двухпроводных полевых приборов и шина высокоскоростного Ethernet для оптимизации дизайна сети и соединения сложных приборов, таких как анализаторы, программируемые логические контролеры PLC, дистанционные устройства ввода-вывода или других приборов, имеющих независимые источники питания. Тем не менее, в то время не было установленных и работающих систем с высокоскоростным Ethernet. Это затрудняло тестирование в производственных условиях. Однако мы осознали потенциал технологии высокоскоростного Ethernet (HSE) для промышленной интеграции. В 2007 г. я стал работать в корпорации Bechtel и к тому времени полевая шина Fieldbus стала активно использоваться в промышленных предприятиях. Компания работала над парой важных проектов с полевой шиной Fieldbus, что позволило мне много узнать о стратегиях управления на основе шины Fieldbus, кроме H1. Совсем недавно я участвовал в проекте для заказчика из газовой промышленности, оценивал методы интеграции системы Foundation Fieldbus, начиная с полевого уровня H1 до системы управления с использованием HSE. Проект включал в себя все интерфейсные платы H1, используемые для подсоединения полевой контрольно-измерительной аппаратуры к шине высокоскоростного Ethernet HSE и затем к системе распределённого управления (DCS).

 

БF: Из каких этапов состояли эти испытания?

Браун: Оценка производилась в испытательной лаборатории корпорации Bechtel в Хьюстоне, штат Техас. Мы сформировали группу, в которую вошли как специалисты нашей компании, так и опытные инженеры от разработчиков и конечных пользователей систем управления. В самом начале нашей работы нам необходимо было понять, как работает вся система управления Foundation Fieldbus. Это было моим первым шансом близко познакомиться с высокоскоростным Ethernet как частью целой архитектуры полевой шины Fieldbus. Команда создала проектную установку, осуществляющую проводное управление двух разных сегментов H1 при помощи отдельных интерфейсных плат Н1 и контроллера, подсоединённого к высокоскоростному Ethernet. Тогда мы изучили такие вещи, расчёт времени цикла с использованием монитора шины для оценки времени на отдельных сегментах H1 и в высокоскоростной сети HSE.

 

БF: Что показали Ваши оценки?

Браун: Наши испытания продемонстрировали высокую скорость и надёжность системы управления Foundation Fieldbus на основе высокоскоростного Ethernet. Например, мы измерили время реагирования между функциями управления в двух разных сегментах H1 и обнаружили, что временные показатели остаются в пределах приемлемых диапазонов.

На другом этапе испытаний мы хотели посмотреть, что произойдёт с сетью, если мы создадим помехи в одном из сегментов H1. Цель заключалась в соединении 12 приборов в одном сегменте без получения каких-либо серьёзных проблем. Мы по очереди загружали приборы, загружали все изменения в файл описания устройств (DD), а затем создавали помехи. Наши испытания подтвердили то, что мы уже знали – сегменты Н1 очень надёжны. Однако выяснилось, что помехи не оказывают негативного воздействия на верхний уровень системы с высокоскоростным Ethernet (HSE). В сущности, HSE действовал как сегмент H1, продолжая обновлять данные даже при значительных помехах или искажениях в сегменте. Мы пришли к выводу, что системы Foundation Fieldbus с использованием HSE могут применяться в очень сложных схемах управления.

 

БF: В чем конкретно заключается поддержка высокоскоростного Ethernet управления в производственных условиях?

Браун: Одним из самых больших преимуществ высокоскоростного Ethernet (HSE) для управления в производственных условиях – это отсутствие проблем синхронизации. HSE также устраняет часть нагрузки на центральный контроллер. В случае с другими решениями приходится осуществлять контроль от одного сегмента приборов до контроллера и затем обратно до другого сегмента, что иногда приводит к недопустимым задержкам по времени. Благодаря HSE, передача информации в системе управления может быть организована между многочисленными интерфейсными платами Н1 без обращения к контроллеру. Это сводит к минимуму время рассинхронизации, т.к. у Вас есть два сегмента Н1, работающих с заранее установленным временем микроцикла. Таким образом, Вы знаете время считывания и можете легко идентифицировать отложенную ошибку. Сведя к минимуму необходимость перехода от одной интерфейсной платы к другой, Вы можете с точностью просчитать полное время, которое требуется контроллеру. Это явное преимущество для пользователей, которым приходится иметь дело с детерминированными промежутками времени.

 

БF: Помогают ли эти возможности сократить издержки?

Браун: Благодаря прямой связи и управлению в производственных условиях промышленные предприятия могут свести к минимуму число контроллеров, необходимых для данного приложения, тем самым сокращая расходы на оборудование. Они также могут снизить расходы, связанные с настройкой контроллеров. Кроме того, способность перевода функций управления в производственные условия поможет предприятиям сократить площадь для системы контроля, а вместе с этим эксплуатационные и вспомогательные расходы.

 

БF: По Вашему мнению, какое будущее ожидает Foundation Fieldbus на основе HSE?

Браун: Я бы сказал, что в 65-75% проектов автоматизации предприятий в той или иной степени используются технологии Foundation Fieldbus. При помощи HSE промышленные предприятия могут с выгодой для себя использовать рентабельную, готовую и имеющуюся в продаже систему на основе Ethernet с защитой для применения в большинстве условий промышленного производства. HSE может использоваться совместно с оптоволоконным кабелем, что позволяет пользователю разместить его контроллер в одном помещении, а дистанционный блок управления – в другом. Как видите, это очень надёжный и гибкий подход.

 

БF: Считаете ли Вы, что управление в производственных условиях при помощи Foundation Fieldbus становится все более распространённым?

Браун: Все большее число производственных предприятий признает преимущества переноса по крайней мере нескольких функций управления на полевой уровень. Например, сложно одобрить перемещение контролера в резервуарном парке, если можно осуществлять проводное управление. Это же относится и к простому уровню, и к регулированию давления. В конце концов, пользователи перейдут к более сложным случаям, таким как станции очистки сточных вод, коммунальные предприятия и т.п. Я проработал в сфере автоматизированного производства более 40 лет и продвижение Foundation Fieldbus не похоже на продвижение пневматики, систем с током 4-20 мА и HART. Налицо тенденция признания технологии полевых шин Fieldbus.

БF: Какую роль играют поставщики систем управления и их заказчики в продвижении высокоскоростного Ethernet (HSE)?

Браун: HSE – это протокол для эффективной передачи сетевой информации из точки А в точку В. Это открытая архитектура для передачи управляющих данных из высокоскоростной сети системы управления поставщика вниз на Н1 по высокоскоростной магистрали Ethernet или наверх на контроллер или человеко-машинный интерфейс (ЧМИ). Ваш поставщик системы распределённого управления (DCS) может воспользоваться этим подходом, чтобы расширить любой протокол. На мой взгляд, потребители систем управления увеличивают спрос на высокоскоростной Ethernet. Я полагаю, что со временем некоторые из ведущих компаний систем распределённого управления, не использующие HSE, столкнутся с потерей своей доли рынка в пользу конкурентов, которые выбрали высокоскоростной Ethernet в качестве открытого решения.

Интервью Элтайм.ру