Архитектура сети для ТЕ: 4..20/HART/_иное?

[kirillio]

Буэнос диас, камрады!
В качестве обмена опытом и идеями интересен ваш взгляд на следующий расчетный случай...
Имеем:
- общепромышленное здание 5 эт., пятно 40х50 м, высота 40 м;
- шкаф управления в подвале здания;
- должен мониторить порядка 50 точек температуры внутри строительного объема, в среднем 10 точек на этаж;
- тип датчиков - накладные PT1000; первичные термопреобразователи - не определены, пока есть только термосопротивления с кабелем;
- длина кабеля от шкафа до дальнего датчика примерно 130...150м;
- тип измерительных входов ПЛК - допустимы вариации; пока предварительно 4..20.

до 22г я бы взял HART, пропетлял шиной по этажам между первичными преобразователями, и завел все в ПЛК пятью лучами - "1 шлейф hart" = "1 этаж".
Вопросы такие:
1. Давно не работал с HART, как сейчас с ним дела обстоят в части доступности оборудования? В н.в. есть ли смысл смотреть в эту сторону?
2. Очень не охота планировать "куст" и тащить от ПЛК к каждому датчику свой кабель, хочется как-то оптимизировать километраж; как бы вы это сделали?
3. Каплеров вводв-вывода у плк нет; можно конечно заложить этажный узел увеличив ПЛК в N раз но охота избежать такого увеличения.

У кого какие мысли/соображения есть на этот счет?

[Jackson]

Эта задача как-то связана с пожарной безопасностью? Или просто климат-контроль?

- тип датчиков - накладные PT1000

тип измерительных входов ПЛК - допустимы вариации; пока предварительно 4..20

А где преобразователи одного в другое планируете ставить?

Каплеров вводв-вывода у плк нет; можно конечно заложить этажный узел увеличив ПЛК в N раз но охота избежать такого увеличения.

Если не рассматривать HART.
Можно взять модули в/в с любым подходящим интерфейсом, которые опрашивать с ПЛК. Модули сгруппировать так чтобы поменьше кабелей было. Для каждой группы модулей предусмотреть мелкий-мелкий шкафчик (хоть типовой пластиковый квартирный РЩ, корпус от него, в нём же и дин-рейка есть). Запитать каждый шкафчик можно и по месту (от этажного щита), ибо если здание обесточилось то кому интересна температура по этажам? В противном случае питать придётся от основного шкафа с ПЛК, в котором предусмотреть ИБП и отдельные фидеры на питание каждого шкафчика - тогда может ИБП выделить в отдельный шкаф, от него будут питаться шкаф с ПЛК и местные шкафчики с модулями в/в. Интерфейс CAN или RS-485. Ethernet я бы не брал - свич нужен, 8 проводов вместо 2, да и физический предел сегмента 100 метров (где-то на пределе).
Если от датчиков до мелких шкафчиков расстояние будет приемлемое, то можно модули сразу со входами Pt1000, и тогда не нужно преобразовывать в 4-20мА. Кабели, ясно дело, все экранированные включая питание пост.тока - в здании наводок до чёрта может быть.

длина кабеля от шкафа до дальнего датчика примерно 130...150м

Это уже с учётом всех обходов и трасс?

[kirillio]

задача как-то связана с пожарной безопасностью? Или просто климат-контроль?

с пожаркой никак не связано; контроль температуры в технологических контурах.

преобразователи одного в другое планируете ставить?

как можно ближе к ТЧЭ - 5..10м от измерителя.

Это уже с учётом всех обходов и трасс?

Да, полная длина AI - ТЧЭ.

Отправлено спустя 8 минут 13 секунд:

Запитать каждый шкафчик можно и по месту (от этажного щита) - никак нет, придется тащить из подвала, от "щита питания средств автоматизации"
...предусмотреть ИБП и отдельные фидеры на питание каждого шкафчика ... ИБП выделить ...

Именно от всего этого охота уйти, по возможности, чтобы не городить весь этот сопутствующий огород. И это я про оптику ещё ничего не сказал, которой по ТЗ должно быть обвязано все, что не в одном шкафу.

[olexsa]

а почему именно HART? А если рассмотреть датчики с RS-485?

[kirillio]

а почему именно HART? А если рассмотреть датчики с RS-485?

Пример термопреобразователя с RS485 без 24В, с питанием по шине, можете привести? Я таких не знаю.
Петляние шлейфа по 10 точкам даст примерно метров 300..350 длины кабеля; соответственно добавляется пара под питание сечением навскидку 2,5кв.мм.

[olexsa]

когда писал про RS-485, то это было импульсивно - а почему именно HART? Если же и иные протоколы. На тот момент никаких примеров датчиков не было. Но вот ряди любопытсва полез в ЧИП и ДИП - а вдруг.
Нашел вот такой (правда, единственный нашёл) - https://www.chipdip.ru/product0/8032598285
Датчик температуры и влажности почвы TH-12.

соответственно добавляется пара под питание сечением навскидку 2,5кв.мм

Что-то много по сечению
Прикинул для указанного датчика. Если разместить их все 10 шт. в конце линии длиной 300 м, то при потреблении в 30 мА каждого при сечении провода в 1 мм2 получается падение напряжения 3,3В.

Отправлено спустя 11 минут 23 секунды:
вот еще нашел ДТСХ-Х.Х.Х.RS, правда, ОВЕН (немного скептическое к нему отношение) https://owen.ru/uploads/433/re_dtx-rs_2024.pdf
Но не нашел информации по потребляемому току.
И ещё - RS485 наверное. не самый лучший вариант. Где-то попадалась информация, что это самый энергопотребялемвый интерфейс.

[petr2off]

Промежуточный вариант. Установить на этажах модули (1 или 2) ICP-DAS типа М7015 (6 канальные), одной веревкой Modbus RTU завести их в контроллер. По этажам правда от каждого датчика потребуется 3-х жильный кабель тащить (при 3-х проводном подключении), ну и в 5 точках (по этажам) питание организовать. Те. на этаже будет маленькая коробочка с автоматом, блоком питания и 1 - 2 модуля. и к ней 6 - 12 кабелей.

[Jackson]

Пример термопреобразователя с RS485 без 24В, с питанием по шине, можете привести?

Зачем по шине? Кабель на две витые пары, по второй питаете.

соответственно добавляется пара под питание сечением навскидку 2,5кв.мм.

Откуда такое сечение?

И это я про оптику ещё ничего не сказал, которой по ТЗ должно быть обвязано все, что не в одном шкафу.

Датчик не может быть в одном шкафе в подвале. Так что придётся городить. Модули в/в с езернетом, свичи с оптикой, и питание всего этого. Только зачем оптика - непонятно.

Вы либо задачу модифицируйте, либо так. Других вариантов нет.

[olexsa]

А в чем проблема применить датчики с HART, изготовленные на территории РФ? Тот же ОВЕН предалагает, у Теплоприбора есть. Правда, надо уточнять по поводу многоточесного режима работы.

[Jackson]

А в чем проблема применить датчики с HART

А конвертеры HART-оптика?

Петляние шлейфа по 10 точкам даст примерно метров 300..350 длины кабеля

Поэтому и локальные модули в/в или каплеры. Я же писал про это.
И вишенка на торте:

по ТЗ должно быть обвязано все, что не в одном шкафу

Как насчёт HART-IP ? Тогда модулей не надо, только свичи с оптикой. А можно и ещё дальше пойти - WirelessHART. Мы же не знаем что за здание, каково назначение системы и т.п.

Вот статья к примеру: https://www.cta.ru/articles/cta/otrasli ... st/124537/

Пошуршать доступность и стоимость этого всего, разложить три варианта в таблицу:
1. оптика + модули в/в + кабели датчик-модуль
2. оптика + HART-IP
3. оптика + WirelessHART + шлюз.
Оптика = сам кабель + патч-панель + наим работ по разварке + патч-корды + свичи с оптикой.

Про RS-485 можно всё зачеркнуть - оптика же в ТЗ.

[Ryzhij]

При количестве точек ок.10 на этаж, я бы смотрел в сторону по-этажных модулей RIO (или микро-PLC) c питанием от 230VAC, объединённых сетью.
Требования к сети, как уже намекали коллеги, будут вытекать из особенностей техпроцессов их критичности.

[Jackson]

При количестве точек ок.10, я на этаж бы смотрел в сторону по-этажных модулей RIO (или микро-PLC)

Хоть на WirenBoard'ах можно сделать. По 10 входов Pt1000 или 4-20мА в него вроде можно затолкать.
Но и про HART-IP я бы тоже подумал.

[Jackson]

Ещё одно структурное решение. Оптические мультиплексоры с аналоговыми в/в. Я использовал вот эти для проброса 4-20мА по оптике. Стоимость там указана не за штуку, а за пару, и продаются парами. Быстродействие и точность понравились (завязано на управление электростанцией). Работает чётко. Они хороши тем, что есть однонаправленные и поэтому дешевле двунаправленных. Для однонаправленных нужна всего одна оптическая нитка (обратная связь-то не нужна).
Так не будет никаких преобразований.

Короче, в любом случае что-то по этажам поставить придётся, никуда Вы от этого не денетесь. Решение на мультиплексорах - самое прямое, хоть входы 4-20мА в ПЛК и дороже интерфейса. Зато оно будет понятно персоналу и любой канал легко тестируется мультиметром и калибратором, если что-то где-то порвётся.

Только у них на порт RS-485 не ведитесь. Есть у них и с портом, но порт не прозрачный и протокол нам не ModBUS, а собственный. По крайней мере так было несколько лет назад.

[kirillio]

А в чем проблема применить датчики с HART, изготовленные на территории РФ? Тот же ОВЕН предалагает, у Теплоприбора есть. Правда, надо уточнять по поводу многоточесного режима работы.

Проблем как оказалось (на первый взгляд) нет, просто очень давно имел дело с HART, на буржуйском железе.
Благодарю за наводку. Копнул в эту сторону...
1) У Овна нашел только 4..20 без HART, а Теплоприбор пополнил колонну шагающих нафик - снятые с креста мученники техподдержки, с комплексом неоплаченного долга общества перед ними не вызвали у меня желания продолжать выяснения по возможностям их продукции.
2) Нашел интересные "шайбы", подходящие под задачу: Метран-2700 и Элемер ИП 0304/М3-Н-D44 (D57); оба могут в 4..20 и HART v7.
Элемер может в многоточечный режим на 15 устройств; из Метран жду письма с подтверждением, хз как у них с этим. Осталось разобраться в нюансах каждого из производителей.
3) Оочень заинтриговали PR5337 и PR5350 - в ПЛК можно было бы добавить модулей Profibus-PA и завести все в контроллер пятью шлейфами, минуя организацию этажных узлов под RIO и HART-шлюзы - было бы волшебно. Но. Пока в непонятках с доступностью.

А конвертеры HART-оптика?

Это не проблема на спарке "шлюз HART/ModbusTCP" + "Оптический конвертер Ethernet". Но это раздувать количество устройств и преобразований, что не есть хорошо.

[olexsa]

Нашел интересные "шайбы", подходящие под задачу: Метран-2700

из Метран жду письма с подтверждением

А про МЕТРАН то и позабыл напрочь. Несмотря на то, что было много приборов. И МЕТРАН, и ЕМЕРСОН. Но вот по поводу ответа Уж года два у них все плохо с быстротой ответа. Приблизительно год назад обращался. Ответ получил через две недели.

[Joshua]

1) У Овна нашел только 4..20 без HART,

А такой вариант не подходит? ДТСхх5М.И

[leon78]

https://www.elemer.ru/catalog/datchiki- ... azovateli/

[Jackson]

Это не проблема на спарке "шлюз HART/ModbusTCP" + "Оптический конвертер Ethernet". Но это раздувать количество устройств и преобразований, что не есть хорошо.

О том и речь. И проверка датчиков при эксплуатации усложнится - HART-модем нужен и комп. Сигнал R или мА проверяется просто мультиметром, задаётся калибратором или на крайний случай просто питанием с резистором. Поэтому я и рекомендовал выше мультиплексоры. Количество устройств получается то же, удобства больше, а деньги посчитайте. При наличии оптики и стоимости её прокладки и разварки - на фоне этого, я думаю, разница в цене будет несущественная.

HART для другого был придуман - для больших расстояний и тотальной минимизации кабелей. А поскольку у Вас оптика - вообще всё равно, ничего не минимизируется. Здесь другой случай.

Порвётся провод на одном этаже - сдохнут сразу все датчики на этом этаже, и где обрыв - иди ищи. Без HART когда все датчики своими проводами - да, проводов больше, но сдохнет один, и будет сразу ясно какой.

[leon78]

Оказывается, датчики температуры даже с PoE есть
https://izmerkon.ru/catalog/vlazhnost/d ... p8610.html

[kirillio]

Оказывается, датчики температуры даже с PoE есть

прикольно; но у меня иной случай.


ВСЕМ, подсыпали мыслей для размышления.

Коротко отчитаюсь.
1. Выбор топологии и общей архитектуры - не завершен, уперся в ограничения ПЛК, прорабатываю вопрос как проще и надёжнее завести hart в модбас. Если получится коряво, то буду реализовывать RIO.
2. Определился с полевым уровнем - Элемер ИП 0304/М3-Н-D57; что понравилось:
- адекватная и контактная техподдержка;
- одну и ту же шайбу можно будет использовать под любой формат системы - будет ли это hart, или RIO с аналоговыми AI.
- очень даже прикольная фишка - в шайбе есть функция горячего резервирования каналов ТС (правда пока ограничена двухпроводкой), и настройкой порога переключения между каналами;
- жирный ассортимент термосопротивлений;
- очень гибко подошли к ситуации когда нужен нестандарт - от 10 штук могут исполнить нетиповые исполнения КИП, по запросу.
3. PR5350 - не нашел где купить; но хотел. Profibus отметаю.
4. Ребята из метран конечно хороши, но очень затяжную переписку ведут, жду ответа...

[Jackson]

уперся в ограничения ПЛК

Предсазуемо. :)

[Prosto_chel]

PR5350 - не нашел где купить; но хотел. Profibus отметаю.

https://www.microcybers.com/8-channel-t ... r/562.html

там и одноканальный есть