Из всех технологических параметров температура имеет наибольшее число точек измерения на типичном предприятии. И эти точки часто сгруппированы — полдюжины термосопротивлений на одной реакционной колонне, восемь термопар по высоте резервуара хранения, множество датчиков на подшипниках и обмотках одного двигателя. Прокладывать от каждого датчика отдельный кабель к операторной со своим одноканальным преобразователем — редко самое экономичное решение. Многоканальный датчик температуры объединяет локальные сенсоры и передаёт данные со всех них в центр сбора данных по одной линии связи.
Где плотность датчиков оправдывает многоканальный преобразователь
Применения, в которых многоканальные преобразователи окупаются, объединяет одна общая черта: несколько датчиков в пределах нескольких метров друг от друга.
Реакционные и теплообменные колонны. Технологическая среда в вертикальной колонне расслаивается по температуре — верх, середина и низ колонны при штатной работе имеют разную температуру, а отклонения от ожидаемого профиля служат для оператора главным индикатором состояния колонны. Датчики, распределённые по корпусу колонны, сходятся к одному многоканальному преобразователю, установленному на конструкции.
Резервуары хранения. Хранящийся продукт в крупном резервуаре также расслаивается по температуре. В резервуар вставляется одна термогильза с несколькими предварительно встроенными термосопротивлениями на известных глубинах — от дна до верха гильзы. Один многоканальный преобразователь считывает их все и передаёт зависимость температуры от глубины в систему управления по одному кабелю.
Коксовые печи. Поверхностные термопары, размещённые в нескольких точках на стенке печи, отслеживают распределение температуры по объекту. Они сгруппированы достаточно плотно, поэтому один преобразователь на зону — естественное решение.
Вращающееся оборудование. Температура подшипников и температура обмоток статора на двигателях, насосах и компрессорах сосредоточены на одной и той же машине. Многоканальный преобразователь у машины обрабатывает их все, вместо того чтобы прокладывать отдельные кабели от каждого датчика к шкафу.
Расчёт по кабелям
Возьмём за основу применение с восемью точками измерения.
Одноканальное исполнение, восемь точек измерения:
- 8 преобразователей
- 8 кабельных линий от поля до центра сбора данных
- 8 комплектов вводов в кабельные лотки, кабельных вводов и подключений на клеммных колодках
Многоканальное исполнение, восемь точек измерения на одном 8-канальном преобразователе:
- 1 преобразователь
- 1 кабельная линия (или одна пара для протоколов с питанием по шине)
- 1 комплект вводов в кабельные лотки
Экономия капитальных затрат очевидна — меньше преобразователей, меньше кабеля, меньше кабельных лотков. Текущую экономию заметить сложнее: меньше подключений для обслуживания, меньше кабелей для повторной проверки при остановочном ремонте, меньше полевых соединений для осмотра.
Выбор протокола определяет количество кабелей
Сколько кабелей фактически проходит между полевым преобразователем и центром сбора данных, зависит от протокола:
- PROFIBUS PA и FOUNDATION Fieldbus H1 получают питание по шине. Питание и данные передаются по одной витой паре. 8-канальному датчику температуры на PA или FF H1 для всей задачи нужна одна кабельная пара.
- Modbus RTU (RS-485) и PROFINET передают только данные. Преобразователю требуется отдельное питание, поэтому нужна вторая кабельная линия.
Для действующего предприятия, где рядом с объектом уже есть сегмент PROFIBUS PA или FF H1, вариант с питанием по шине означает отсутствие новой инфраструктуры питания. Для новых проектов, где Ethernet уже проложен к полевому шкафу, PROFINET часто оказывается более простым путём интеграции даже с учётом дополнительного кабеля питания.
Многоканальные варианты Microcyber
Microcyber предлагает 8-канальные датчики температуры в двух исполнениях, соответствующих этим двум стратегиям прокладки кабеля:
- NCS-TT108 (PROFIBUS PA / FOUNDATION Fieldbus H1) — с питанием по шине, одна кабельная пара передаёт и питание, и данные. 8 входов датчиков организованы в четыре группы по два канала с гальванической развязкой между группами. Зарегистрирован в FieldComm Group на совместимость.
- 8-канальное исполнение PROFINET / Modbus RTU — для установок, где Ethernet или RS-485 уже доходит до поля, с отдельным питанием 24 В пост. тока.
Оба исполнения принимают стандартные типы термосопротивлений (Pt100, Pt1000) и распространённые типы термопар (K, J, T, E, S, R, B, N). Тип датчика и схема подключения (2-, 3- или 4-проводная для термосопротивлений) выбираются через инструмент конфигурации.