فیلد باس چیست ؟

---

ابن مقاله برگرفته از کتاب Fieldbus for process Control  میباشد

 

در یک سیتم متمرکز ، همه حسگرها و تحریک کننده ها مستقیما ً به سیستم مونیتور مرکزی متصل می شوند. در یک سیستم بزرگ که تعداد ورودی و خروجی ها به هزاران می رسد واین تعداد بسیار فراتر ظرفیت سخت افزار کامپیوتر است ، هر دوره اخذ اطلاعات از ورودی ها بیشتر از زمان محدود تعریف شده توسط سیستم طول خواهد کشید. سایر اشکالات سیستم متمرکز عبارتند از : عدم انعطاف پذیری ، عدم استفاده از تکنیک های به روز[1] و تکنولوژی های جدید وهزینه نصب زیاد ومشکلات مربوط به توسعه سیستم . به همین دلائل سعی می شود که وظایف در سیستم توزیع شوند . در سیستم توزیع شده تصمیم گیریها به صورت محلی صورت می گیرد و چندین نقطه کنترلی که وجود دارد که به طور مستقل از هم عمل می کنند اما به یکدیگر ارتباط دارند . در یک سیستم توزیع شده ، دستگاههای لایه پائینی هوشمند هستند و کاربر مطابق نیاز خودش قادر به برنامه ریزی این ابزار می باشد. این دستگاههای هوشمند باید قادر باشند از طریق شبکه با سایرین ارتباط برقرار کنند وبه ابزار ذخیره سازی اطلاعات دسترسی مستقیم داشته باشند.

 

در سال 1980، شرکت Honeywell برای نخستین بار ، امکان سوار کردن سیگنالهای دیجیتال روی حلقه جریان 4 تا 20 میلی آمپر را برای برخی از Fild device های تولیدی خود فراهم کرد. این سرآغاز ایده ساختن فیلد باس شد. هرFild deviceبرای ارتباطش از قواعد خاص خودش پیروی می کند که به سازنده اش بستگی دارد. اداره چنین دستگاههایی روز به روز مشکل تر و پیچیده تر می شود. به منظور حل این مسأله ، از شبکه های کامپیوتری الهام گرفته شده است. در این روش یک یا چند خط سریال، همه Fild device را به هم وصل می کند.(شکل 1)

شکل 2-1- مقایسه باسیستمهای قدیمی

 

 یک فیلد باس از دو جزء اصلی تشکیل می شود : Fild device ها که گره خوانده می شوند وبستری که شبکه داده ای را تشکیل می دهد. به کمک فیلد باس می توان دستگاههای صنعتی سطح پایین نظیر حسگرها ، تحریک کننده ها، ابزار I/O و کنترل کننده ها مثل PLC و کامپیو ترها را به روشی ساده و یکسان به هم متصل نمود . با استفاده از ابزار اندازه گیری سنتی 4 تا 20 میلی آمپر، فقط ارسال مقادیر یک متغیر از طریق جفت سیم میسربود. به کمک تکنولوژی فیلدباس ، تبادل اطلاعات در فرم دیجیتالی و دو طرفه صورت می گیرد. بنابراین علاوه بر مقادیر متغیرها، می توان اطلاعات دیگری دیگری راجع به وضعیت Fild device بدست آورد وعمل پیکربندی ابزار را نیز از طریق شبکه انجام داد . بدین ترتیب علاوه بر کنترل دستگاهها ، می توان آنها را اداره کرد. مثلا ً مطلع شد که یک ترانسمیتر حرارتی آخرین بار چه موقع کالیبره شده است.

به کمک این اطلاعات وبا استفاده از قدرت پردازشی Fild device ، می توان عملیات کنترلی پیچیده تری را به صورت محلی انجام داد.

فیلد باس علاوه بر امکان انتقال سیگنا لها بین ابزار دقیق و اتاق کنترل، امکان انتقال تغذیه مورد نیاز تجهیزات را تنها توسط یک جفت سیم میسر می سازد. این موضوع سبب کاهش هزینه های کابل کشی ، پانل های نگه دارنده کابل ، اتصالات ، کابینتهای مارشالینگ و مخارج نیروی انسانی در رابطه با نصب ، پیاده سازی و نگهداری می شود. همچنین نیاز به تعویض پانلها و قطعات دیگر به دلیل فرسودگی و خوردگی ، کاهش می یابد. سیستم انعطاف پذیر می شود و به راحتی می توان از تکنولوژیهای جدید استفاده کرد. هر گره را می توان به منظور سرویس و تعمیر از شبکه خارج کرد، بدون اینکه لطمه ای به عملکرد سایرین وارد شود. با استفاده از ابزار واسط مبدل سیگنالهای فشا(3 to 15 ps ) و جریان ( 4تا 20 میلی آمپر ) به سیگنالهای فیلد باس ، امکان مدرنیزه کردن با تکنولوژی فیلد باس وحفظ قطعات سنتی میسر است. به کمک این ابزار واسط صرفه جویی های قابل ملاحظه ای در مدرنیزه کردن مجموعه حاصل می شود.(شکل 2 )

شکل 2-2- اتصال تجهیزات سنتی به فیلد باس

 

لودسل

تعریف لودسل

 

در لغت به معنای سلول وزن،‌ وزن سنج یا حسگر بار است. لودسل یا Load Cell یک نوع حسـگر الکترونیکی برای اندازه گیری

وزن و نـیرو است که در سیـستم های تـوزین مورد استـفاده قـرار می گیرد . این محـصول تغـییرات وزن را بر اساس تغییر ولتاژ

براساس وزن بار وارده حس کـرده و آن را به نـشان دهنده الکتـرونیـکی یا اندیکاتور منتـقل می نماید . هر کدام  از این انواع با

کلاس های مختلفی تقـسیم می شود . هر لـودسل دارای مشخصاتی نـظیر کلاس ارائه شده می باشد ، کلاس هر لودسل

بیانگر موارد مختلفی از جمله دقت، ظرفیت و تعدد قسمت های تقسیم شده بر حسب استاندارد است.

لودسل های مـرغوب و دقیـق دارای استـاندارد OIML جـهانی می باشـند که این اسـتاندارد مـبین کیـفیت و دقت ساخت این

محصول است . بنابر این عملیات سنجش وزن بوسیله لودسل هایی که فاقد این استاندارد باشند قابل اطمینان نخواهد بود .

 

چند نمونه لودسل فشاری

 

پارامـترهای مـهمی در شـناسایی و مقـایسه قابـلیـت های یک لـودسل وجـود دارد کـه از آن جـمله می تـوان به : حد ایـمـن بـار

الکتریکی، حداکثر بار ایمن(مکانیکی)، محدوده دمای صحیح شده، گستره درجه حرارت کاری، گستره درجه حرارت انبار، گستره

ولتاژ ورودی تحریک، حداقل مقدار قابل اندازه گیری، مقاومت اهمی ورودی ،مقاومت اهمی خروجی و... اشاره نمود .

 

مکانیزم عملکرد لودسل :

مکانیـسم عمـلکرد لودسل بر اساس تغـییرات طول ناشی از وارد شدن بار می باشد که سبب تغییر خروجی آن می شود. این

وسـیله فشار وارده از سوی جسم و مـوارد مورد نظر را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند و این امکان را به وجود می آورد که

لودسل به وسیله آن وزن دقیق مواد را بدست آورد .

 

انواع لودسل :

 

با توجه به کاربردی که دارند به انواع مختلفی تقسیم می شوند:

 

- لودسل فشاری Compression

- لودسل خمشی Shear Beam

- لودسل تک پایه Single point

- لودسل کششی S-Type

سنسور ها

حسگر یا سنسور المان حس کننده ای است که کمیتهای فیزیکی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و ... را به کمیتهای الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا غیرپیوسته (دیجیتال) تبدیل می کند. در واقع آن یک وسیله الکتریکی است که تغییرات فیزیکی یا شیمیایی را اندازه گیری می کند و آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل می نماید.

سنسورها در انواع دستگاههای اندازه گیری، سیستمهای کنترل آنالوگ و دیجیتال مانند PLC مورد استفاده قرار می گیرند. عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آنها به دستگاههای مختلف از جمله PLC باعث شده است که سنسور بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک و رباتیک باشد.

سنسورها اطلاعات مختلف از وضعیت اجزای متحرک سیستم را به واحد کنترل ارسال نموده و باعث تغییر وضعیت عملکرد دستگاهها می شود

دانلود فایل
حجم: 2.5 مگابایت