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FieldLink™ – Mise en réseau de processus AS-Interface

FieldLink™ – Mise en réseau de processus AS-Interface

Le programme FieldLink de Stonel vous permet de tirer parti des technologies de communication sur le terrain pour réduire les coûts d’installation et de maintenance et améliorer les performances opérationnelles. Dans des milliers d’applications, Stonel a démontré des économies d’installation allant jusqu’à 40%, une meilleure flexibilité et une réduction des besoins en infrastructure. Grâce aux réseaux de communication, les mesures vitales de maintenance prédictive et de performance peuvent également être transmises des instruments de terrain aux centres de gestion des actifs ou de contrôle des opérations, réduisant ainsi les coûts de maintenance. Un large éventail de protocoles de mise en réseau est pris en charge. Ils incluent AS-Interface, DeviceNet, Modbus, Profibus, Foundation Fieldbus et plus encore.

AS-Interface met en réseau jusqu’à 62 appareils de terrain sur une seule paire de fils qui fournit à la fois le signal et l’alimentation. L’interface capteur-actionneur, ou AS-Interface, a été développée par un groupe de fabricants de capteurs et introduite sur le marché en 1994. Depuis lors, elle est devenue la norme de facto pour les capteurs discrets dans les industries de transformation du monde entier. L’AS-Interface peut être utilisée dans des environnements de processus dangereux en utilisant des concepts de protection de câblage antidéflagrants, à câbles en plateaux, non incendiaires et pour non incendiaires.

Caractéristiques

– Convient parfaitement aux vannes de traitement par lots tout ou rien et autres applications discrètes.

– 62 appareils de terrain par maître de réseau.

– Électronique simple pour une performance économique et robuste.

– Le support de transfert est un câble bifilaire non blindé pour les données et l’alimentation.

– La transmission des signaux présente une tolérance élevée aux interférences électromagnétiques.

– Facile à installer, ce qui permet de réaliser des économies importantes avec un minimum de complexité.

– Le libre choix de la topologie du réseau permet d’optimiser le réseau de câblage.

– Une variété de passerelles est disponible pour se connecter de manière transparente aux réseaux de bus de haut niveau.

Vue d’ensemble et analyse

AS-Interface est fiable

La modulation par impulsions alternées (APM) de AS-Interface avec codage et décodage Manchester II minimise les émissions électromagnétiques et est très tolérante aux interférences électromagnétiques. AS-Interface présente un très haut niveau d’intégrité des données et est classé I3 selon la norme DIN 19244. Ces réseaux sont robustes et fonctionnent de manière fiable dans les environnements les plus difficiles. Les réseaux AS-Interface sont recommandés pour les applications  » critiques « .

AS-Interface V.S. Système conventionnel

AS-Interface est une alternative polyvalente et peu coûteuse aux E/S câblées traditionnelles. Il peut remplacer le câblage traditionnel point à point par une solution meilleure et plus flexible, plus facile à installer, à exploiter et à entretenir, et plus facile à reconfigurer.

Les réseaux de câblage typiques des vannes de dosage relient chacune des entrées et sorties (E/S) à un emplacement central, ce qui entraîne de multiples passages de câbles pour chaque dispositif de terrain. Voir la figure 1. Des dépenses importantes sont nécessaires pour les conduits de câblage, l’installation et les points d’entrée/sortie. Il faut prévoir de l’espace pour les racks d’E/S et le câblage afin de n’attacher que quelques dispositifs de terrain.

 

Figure 1

Une simple passerelle permet d’interfacer le réseau avec le bus de communication de terrain. Voir la figure 2. Les données et l’alimentation sont transférées par le réseau bifilaire à chacun des dispositifs de terrain compatibles avec AS-Interface. Chaque module de communication de vanne contient un ASIC AS-Interface et d’autres composants électroniques pour recueillir l’état de la position ouverte ou fermée et mettre en marche ou arrêter les solénoïdes ou autres dispositifs auxiliaires. D’autres modules AS-Interface sont disponibles pour collecter les entrées et commuter les sorties de puissance.

Figure 2

Analyse économique de l’AS-Interface

En utilisant un réseau de 16 terminaux de communication pour vannes (VCT), l’analyse économique suivante peut être réalisée (les coûts sont indiqués en montant par vanne automatisée) :

Il y a une économie nette de 1 335 $ par vanne automatisée avec communication AS-Interface par rapport au système conventionnel (52 % de réduction du coût installé). Cette économie n’inclut pas d’autres réductions de coûts dues à une moindre consommation d’espace pour le câblage, les conduits et les racks d’E/S, ainsi qu’une plus grande flexibilité pour ajouter des dispositifs de terrain ou reconfigurer ultérieurement.

Calculé par appareil de terrain ConvantionalAS-Interface

Calculated per field device Conventional AS-Interface
Computer I/O; Master/gateway  $ 70,00  $ 65,00
Conduit, cable tray, wiring and fittings  $ 1 500,00  $ 350,00
Valve monitor/VCT and pneumatic valve  $ 510,00  $ 610,00
Switched protected drop connector  n/a  $ 90,00
Installation and commissioning labor  $ 700,00  $ 300,00
Power supply  $ 50,00  $ 30,00
Total installed cost  $ 2 780,00  $ 1 445,00
Total installation savings
$1,335 per automated valve

Informations techniques

Alimentation et données

Dans un réseau AS-Interface, les données et l’alimentation sont transportées par un seul câble bifilaire qui relie jusqu’à 62 appareils de terrain. Chacun des appareils de terrain peut avoir jusqu’à 4 entrées et 4 sorties, soit un total de 248 entrées et sorties binaires par chaîne. Des entrées et des sorties analogiques sont également disponibles.

Support de transmission

Un câble bifilaire non blindé et non torsadé, 2 x 1,5 mm2

(16 AWG) est recommandé pour les données et l’alimentation dans l’environnement du processus. Une longueur totale de 100 mètres de câblage peut être utilisée pour chaque maître/ passerelle. Une longueur supplémentaire de 100 mètres pour chaque répéteur, avec jusqu’à deux répéteurs en série. Des répéteurs en parallèle peuvent être utilisés pour construire de longs réseaux, à condition qu’il n’y ait pas plus de deux sauts de répéteur entre chaque dispositif et le maître. Le nombre total de dispositifs sur le terrain doit rester de 62, quel que soit le nombre de répéteurs pour chaque maître.

Intégrité des données

Lors de la classification du bus en termes d’intégrité des données (selon la norme EN608 70-5-4-DIN), le réseau AS-Interface tombe dans la classe d’intégrité des données la plus élevée, même avec un taux d’erreur binaire de 10-3. Une telle précision convient à la transmission d’informations critiques.

Topologies

AS-Interface est capable de supporter n’importe quelle topologie. Toutes les combinaisons d’étoile, d’anneau, d’arbre et de linéaire sont possibles. L’utilisation d’un répéteur dans un anneau n’est pas autorisée.

Normes et groupes d’utilisateurs

La technologie AS-Interface a été normalisée dans les normes EN 50295 et IEC 62026-2. Il existe plus de 400 produits différents disponibles auprès de plus de 50 fournisseurs. Et, à l’heure où nous écrivons ces lignes, on estime à plus de 12 000 000 le nombre de nœuds installés (appareils de terrain) dans le monde.

Spécifications du système AS-Interface

 

Topology Linear, star, tree or ring
Adressing AS-I master or handheld
Signal coding Manchester type with alternating pulse modulation
Cycle time 10ms maximum with 62 devices
Transmission rate 167 Kbits/s
Data per message 4 bits bi-directional
Access procedure Master/Slave
Error detection 1 parity bit + signal quality monitoring
Number of field devices 62 per network
Cabling Unshielded 2-wire
Cable length 100 m per master or 300 m with 2 repeaters