기술자료 [기초지식] |
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필드버스 적용 2편 (세그먼트 설계- 기본) |
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필드버스 개요 정리 |
전장에서
거론한 사항을 간단히 정리하여 보면, |
필드버스 세그먼트 (Segment) |
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세그먼트 구성요소에 대한 정리 |
아시다시피, 필드버스는 속도가 31.25kHz의 상대적으로 느린 데이터통신을 하므로 반사파등이 중요한사항은 아니지만 이러한 Trunk Cable에는 |
필드버스 토플로지 (Fieldbus Toplogy) |
필드버스 연결방법은
하단 그림처럼 한 개의 Trunk Cable 을 끌고와서 계속 직렬로
연결해가는 Daisy-chain방식과 Trunk Cable (Homerun cable이라고도함)로부터 Bus, Spur방식으로 연결해가는방법 그리고 현실적으로 많이 적용하는
Tree / Chickenfoot 방식으로 대별할 수 있습니다. |
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지금부터는 위에서 언급한 필드버스 구성품을 세부적으로 하나씩 알아 보기로 합니다. 기본적인 사항을 먼저 다루고 위험지역 (Hazardous Area)에 적용하는 경우는 다음장에서 얘기하도록 합니다. |
(1) 필드버스 Power Supply (Fieldbus Power conditioner) |
FF Power Supply는 일반 지역용 (General Type)와 위험지역용 (Hazardous Area)의 IS (Entity / FISCO) 용으로 대별되며 다시 세부 모델로는 이중화전원 (Redundant FF Power Supply) 과 Simplex 전원(Single Power supply) 으로 나눌수가 있겠습니다. 근래들어 많은 RFQ상 이중화전원 (Redundant Power)라는 단어가 나옵니다. 여기서 이중화전원이라는 것은 상기의 isolation단 및 conditioner단을 이중화 하라는 얘기입니다. (Bulk power supply 이중화는 거의 기본사항이라고 생각하면 됩니다). |
이중화 하는 방법론으로는 두가지 방법이 대세입니다. 1:1 redundancy 와 1:N redundancy입니다. |
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(2) 필드버스 컨넥션 시스템 (Device Coupler 및 Junction Box) |
필드버스라고 하더라도 필드버스 디바이스의 연결은 일대일 와이어링 (Spur)을 해야 하고, 이를 어디선가는 한꺼번에 모아서 트렁크 케이블에 연결하여야 합니다. 하단에 일반적인 연결 도면예를 보입니다. |
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이런 디바이스 커플러를 선정하는 기준은 몇가지가 있겠습니다만, |
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2) Zone 1지역에 전력사용량이 많거나, 장거리 또는 일반형 현장계기류들 사용으로 인하여, 일반 FF 전원을 사용하고 싶은데, 여러 가지 제약으로 인하여 고민이 많는 경우는 , 간편하게 Zone1 지역에 설치할 수 있는 디바이스 커플러도 출시되어 있습니다. |
현재 대부분의 Foundation Fieldbus 는 AI / AO signal들을 대상으로 하고 있고, 이에 대한 제품군들이 출시되어 있습니다. 가끔 DI/DO signal들을 FF 통신에 묶을 경우가 생기는데, 이런 용도로 나온 제품군들도 있습니다. 다음은 R.Stahl 사의 9413 시리즈로 DI 8 ch, DO 4ch Discrete Coupler 입니다.
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3) 외함 (Junction Box) : 디바이스 커플러를 설치할 외함으로서 현장요구사항 (재질, 위험지역 여부, 내부에 몇 개의 device coupler를 실장할건지 등등) 에 따라 선정하면 되겠습니다. 이런 요구사항에따라 여러 종류별로 설계가 가능하겠습니다. |
4) 써지프로텍션 (Surge Protection) : 주변외란이나 유도낙뢰 유입에따른 FF Power Supply 및 Device Coupler의 파손을 방지하기 위하여 트렁크 케이블 양단에 써지프로텍터를 장착해 달라는 요구도 많이 있습니다. |
(3) 트렁크 케이블 이중화 (Fault Tolerant- Trunk cable Redundancy) |
트렁크 이중화 (Trunk cable Redundancy) 에 대하여 거론해 보기로 합니다. |
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- DCS H1 card 이중화, |
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이중화 트렁크 (Redundant Trunk)를 지원하는 Fault Tolerant FF System (TRUNKSAFE) 라는 제품이 있습니다. |
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이렇게 이중화를 전부 해가면 MTBF가 증가하여 신뢰성이 획기적으로 상승되므로 향후 거론되고 있는 SIS 에 적용을 검토할 수 있게 되는 것입니다. 하단에 계산치를 정리하였으며, MTBF 단위는 "년" 입니다. |
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국내에도 연구소에 연구용으로 납품되었으며, 해외 프로젝트용 RFQ에도 가끔 거론 됩니다. |
(3) 필드버스 케이블 |
필드버스 케이블에 대한 질문을 하여주신 김경종님께 감사 드리며, 다음의 자료를 참고하시어 필드버스케이블을 사용하시면 되겠습니다.
Fieldbus uses twisted pair wires. A twisted pair is used, rather than a pair of parallel wires, to reduce external noise from getting onto the wires. A shield over the twisted pairs reduces the noise further. The twisted pair and the shield combination plus any covering is called a cable. |
다음에는 현장에서 간단히 이런 FF 설치시 도움이 되는 몇가지 계측기들을 소개 합니다. |
(4) 계측기 |
필드버스를
설치한후 기존처럼 현장 커미셔닝을 하기위하여는
케이블 결선 점검, 루프체크등등 많은 업무가 따릅니다.
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시간나는대로
보강하여 update하겠습니다. 감사 합니다. |
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