Profibus PA SPLITCONNECT TAP 6GK1905-0AA00 6GK1 905-0AA00 6GK19O5-OAAOO

Siemens 6GK1905-0AA00 | PROFIBUS PA SpliTConnect TAP — złącze z przesunięciem izolacji, IP67, 31,25 kbit/s, −40 do +85°C, 54×84×49mm, bez silikonu, 10 sztuk w opakowaniu

Przegląd

Kabel magistrali segmentuSiemens 6GK1905-0AA00 to PROFIBUS PA SpliTConnect TAP — węzeł połączeniowy w terenie, który rozgałęzia poszczególne instrumenty procesowe z głównego kabla magistrali PROFIBUS PA bez jego przecinania, łączenia lub przerywania.

Każdy TAP jest montowany w miejscu wzdłuż kabla magistrali, gdzie potrzebne jest połączenie z urządzeniem terenowym, wykorzystuje technologię przesunięcia izolacji do przebicia izolacji kabla i nawiązania kontaktu z przewodami, a także zapewnia standardowy punkt przyłączeniowy dla urządzenia terenowego.

Rezultatem jest ustrukturyzowany, spójny i mechanicznie wytrzymały zespół segmentu PROFIBUS PA, który podłącza przepływomierze, przetworniki ciśnienia, wskaźniki poziomu, czujniki temperatury i instrumenty analityczne do cyfrowej magistrali terenowej przy ułamku czasu i ryzyka wymaganego przez konwencjonalne okablowanie typu T-box lub skrzynki połączeniowej.

PROFIBUS PA to wariant magistrali PROFIBUS przeznaczony do instrumentacji procesowej, znormalizowany na poziomie fizycznym przez IEC 61158-2 i szeroko stosowany w przemyśle naftowym i gazowym, chemicznym, farmaceutycznym, uzdatnianiu wody oraz przetwórstwie żywności i napojów od połowy lat 90.

Transmisja danych cyfrowych z prędkością 31,25 kbit/s odbywa się za pomocą dwuprzewodowego kabla, który jednocześnie zasila instrumenty terenowe — zastępując konwencjonalne okablowanie analogowe 4-20 mA jeden do jednego na tych samych dwuprzewodowych liniach, dodając dwukierunkową komunikację cyfrową, diagnostykę urządzeń, dostęp do parametrów i możliwość podłączenia wielu instrumentów do jednej pary przewodów zamiast prowadzenia indywidualnych kabli do każdego instrumentu.

Mechanizm połączenia z przesunięciem izolacji w TAP jest kluczem do jego wydajności instalacyjnej.

Kabel magistrali PROFIBUS PA — ekranowana dwuprzewodowa para skręcona — przechodzi przez korpus TAP bez przecinania. Po zamknięciu TAP jego styki IDC przebijają zewnętrzną izolację i osłonę kabla, nawiązując kontakt z przewodami sygnałowymi, zapewniając jednocześnie połączenie elektryczne i mechaniczne mocowanie.

Bez zdejmowania izolacji, bez cynowania, bez zaciskania, bez śrubokręta — połączenie jest realizowane wyłącznie przez mechaniczne działanie zamknięcia obudowy TAP.

Ta spójność ma znaczenie: połączenia IDC wykonane prawidłowo zgodnie ze specyfikacją zapewniają za każdym razem taki sam niezawodny opór styku, podczas gdy połączenia z ręcznie zdjętą izolacją i zaciskami śrubowymi w dużym stopniu zależą od techniki instalatora.

Kluczowe specyfikacje

Ochrona IP67 — warunki wdrożenia w terenie

Klasa szczelności IP67 TAP SpliTConnect certyfikuje, że zmontowane urządzenie jest odporne na całkowite wnikanie pyłu (IP6X — pyłoszczelne) i wytrzymuje tymczasowe zanurzenie w wodzie na głębokość do 1 metra przez 30 minut (IPX7).

Ten poziom ochrony sprawia, że TAP nadaje się do bezpośredniego montażu w terenie w punktach połączeń instrumentów w środowiskach zakładów procesowych, bez potrzeby stosowania dodatkowej obudowy ochronnej nad samym węzłem połączeniowym.

Zakłady procesowe stwarzają szeroki zakres obciążeń środowiskowych dla komponentów montowanych w terenie. Instalacje zewnętrzne narażone są na deszcz, cykle wilgotności, ekstremalne temperatury i okazjonalne zalewanie rowów technicznych.

Wewnętrzne obszary procesowe w zakładach chemicznych mogą wymagać regularnego mycia wodą pod ciśnieniem ze względów higienicznych lub bezpieczeństwa, a związane z tym rozpryski wody docierają do wszystkich odsłoniętych powierzchni.

Klasa szczelności IP67 obejmuje oba te scenariusze — uszczelniona obudowa TAP zapobiega przedostawaniu się wody i zanieczyszczeń do wewnętrznych punktów połączeń podczas normalnego czyszczenia i w warunkach niekorzystnej pogody.

Zakres temperatur pracy od −40 do +85°C rozszerza środowisko użytkowe TAP daleko poza typowe zakresy przemysłowe.

W temperaturze −40°C TAP pozostaje sprawny w arktycznych instalacjach zewnętrznych bez podgrzewanych obudów. W temperaturze +85°C toleruje podwyższone temperatury otoczenia w obszarach procesowych w pobliżu reaktorów, wymienników ciepła i podobnych urządzeń o wysokiej temperaturze, bez potrzeby zacieniania lub izolacji termicznej.

Szeroki zakres odzwierciedla skupienie firmy Siemens na zakładach procesowych dla systemu SpliTConnect — instrumenty procesowe muszą pozostać w komunikacji w ekstremalnych temperaturach sezonowych i procesowych, a infrastruktura połączeniowa musi odpowiadać klasie środowiskowej instrumentu.

Konstrukcja bez silikonu — wymagania przemysłu farmaceutycznego i spożywczego

6GK1905-0AA00 jest określony jako bez silikonu — co oznacza, że materiały użyte w obudowie, uszczelkach i komponentach nie zawierają związków silikonu.

Jest to specyficzne wymaganie dla instalacji w produkcji farmaceutycznej oraz przetwórstwie żywności i napojów, gdzie zanieczyszczenie strumienia produktu silikonem stanowi problem jakości produktu i zgodności z przepisami.

Związki silikonu mogą migrować z materiałów uszczelniających i uszczelek na powierzchnie mające kontakt z płynami procesowymi, składnikami lub opakowaniami produktów, a wynikające z tego zanieczyszczenie może być trudne do wykrycia i może wpływać na testowanie jakości produktu lub zgodność z przepisami.

Dzięki specyfikacji konstrukcji bez silikonu w całym urządzeniu, TAP SpliTConnect może być instalowany w wrażliwych obszarach bez potrzeby dodatkowej oceny lub środków ochronnych przed migracją silikonu.

W zastosowaniach farmaceutycznych, gdzie zakład działa w ramach ram regulacyjnych FDA, EU GMP lub równoważnych, specyfikacja bez silikonu jest często wymogiem zakupu, który jest weryfikowany na podstawie dokumentacji dostawcy.

Specyfikacja produktu 6GK1905-0AA00 wyraźnie identyfikuje tę cechę, upraszczając kwalifikację komponentu dla środowisk regulowanych.

System SpliTConnect — architektura zespołu segmentu

TAP 6GK1905-0AA00 pasuje do kompletnego ekosystemu ustrukturyzowanych zespołów magistrali terenowych:

Kabel magistrali segmentu(kabel PROFIBUS PA FC, typ Siemens lub równoważny) biegnie od sprzęgacza DP/PA na początku segmentu do terminatora na końcu, z indywidualnymi TAP zamontowanymi w każdym miejscu urządzenia terenowego wzdłuż jego długości.TAP SpliTConnect

(niniejsza jednostka) łączą się w każdym punkcie rozgałęzienia instrumentu wzdłuż magistrali. Każdy TAP umożliwia przejście kabla magistrali i rozgałęzienie do indywidualnego instrumentu.Połączenia rozgałęzione mogą wykorzystywać standardowy interfejs złącza okrągłego M12 (z wkładkami wyjściowymi SpliTConnect M12) lub bezpośrednie połączenie zaciskowe.

Sprzęgacze SpliTConnect

(6GK1905-0AB00) umożliwiają topologie rozgałęzione lub neutralne, łącząc dwa lub więcej zespołów TAP w centralnym węźle, tworząc struktury segmentów gwieździstych lub hybrydowych używane, gdy instrumenty są geograficznie zgrupowane.Terminatory SpliTConnect

(6GK1905-0AE00 dla obszarów bezpiecznych, 6GK1905-0AD00 dla obszarów Ex) zamykają oba fizyczne końce zmontowanego kabla segmentu z wymaganą siecią terminującą 100Ω/1μF.Razem te komponenty budują segment PROFIBUS PA, który można wstępnie zmontować, przetestować w warsztacie i zainstalować w terenie — zmniejszając błędy zakończeń w terenie i umożliwiając łatwiejszą rekonfigurację segmentu, gdy układ rośliny zmienia się podczas eksploatacji lub rozbudowy.

Często zadawane pytania

P1: TAP wykorzystuje technologię przesunięcia izolacji. Czy trwale uszkadza to kabel magistrali, czy kabel magistrali można ponownie wykorzystać po usunięciu TAP?

Połączenia IDC przebijają izolację kabla i nawiązują kontakt z przewodem.

Chociaż połączenie można fizycznie usunąć, przebita izolacja w dawnym punkcie połączenia stanowi potencjalnie słaby punkt dla wnikania wilgoci i powinna zostać uszczelniona lub wymieniona, jeśli TAP zostanie trwale usunięty.

W praktyce TAP SpliTConnect rzadko są usuwane z segmentu po zainstalowaniu — jeśli lokalizacja instrumentu się zmienia, nowe połączenie TAP jest wykonywane w nowej lokalizacji, a stary TAP jest zamykany.

Koncepcja IDC jest przeznaczona do trwałej instalacji w terenie, a nie do częstego ponownego podłączania w tym samym punkcie kabla.

P2: TAP jest oceniany do +85°C. Czy dotyczy to zarówno temperatury otoczenia, jak i temperatury powierzchni kabla?

Ocena +85°C odnosi się do temperatury powietrza otoczenia w miejscu instalacji TAP.

Sam kabel magistrali przenosi sygnał 31,25 kbit/s i zasila instrumenty terenowe — prąd stały kabla jest niski, a generowanie ciepła w kablu jest minimalne. 

Temperatura kabla w normalnej pracy jest określana głównie przez temperaturę otoczenia, a nie przez samonagrzewanie.

Jednakże, jeśli TAP jest zamontowany na podgrzewanej powierzchni (rura, ściana zbiornika lub powierzchnia urządzenia), która przewodzi ciepło do TAP powyżej temperatury powietrza otoczenia, efektywna temperatura pracy TAP będzie wyższa niż odczyt otoczenia i powinna być oceniona w stosunku do limitu +85°C.

P3: Czy TAP SpliTConnect może być używany w instalacjach PROFIBUS DP, czy tylko w PROFIBUS PA?

TAP SpliTConnect jest zaprojektowany specjalnie dla PROFIBUS PA, który działa z prędkością 31,25 kbit/s przy użyciu fizycznej warstwy modulacji prądowej IEC 61158-2 na dwuprzewodowym kablu. PROFIBUS DP działa z zupełnie innymi szybkościami transmisji danych (do 12 Mbit/s) przy użyciu fizycznej warstwy RS-485 w trybie napięciowym na innym typie kabla o innej impedancji charakterystycznej (150Ω dla PROFIBUS DP vs 100Ω dla PROFIBUS PA).

Geometria styku IDC TAP SpliTConnect, charakterystyka impedancyjna i obsługa sygnału są zoptymalizowane tylko dla kabla PROFIBUS PA i nie wolno ich używać z kablem PROFIBUS DP.

P4: Wymiary TAP wynoszą 54×84×49mm. Jak jest fizycznie montowany na kablu PROFIBUS PA?

Kabel magistrali przechodzi przez otwór wejściowy kabla w obudowie TAP. Po zmontowaniu obudowy wokół kabla, styki IDC zazębiają się z przewodami kabla, przebijając izolację podczas zamykania i mocowania obudowy.

Zmontowany TAP można następnie zamontować na ścianie (za pomocą zaczepów montażowych na obudowie) lub na szynie DIN za pomocą odpowiedniego adaptera do szyny DIN.

Montaż jest niezależny od połączenia kablowego — sam kabel nie jest nośny w montażu, a TAP powinien być dodatkowo zabezpieczony do powierzchni montażowej, aby uniknąć naprężeń mechanicznych na kablu w punkcie połączenia IDC.

P5: Ile urządzeń terenowych można podłączyć przez jeden TAP SpliTConnect i jaka jest maksymalna długość odgałęzienia od TAP do instrumentu?

Każdy TAP SpliTConnect zapewnia jeden punkt połączenia odgałęzienia dla jednego urządzenia terenowego (lub dla węzła sprzęgacza SpliTConnect podłączającego do rozgałęzionego podsegmentu).

W przypadku wielu instrumentów w tej samej fizycznej lokalizacji, wiele TAP można kaskadować lub podłączyć za pomocą sprzęgacza. 

Maksymalna długość odgałęzienia od magistrali (TAP) do poszczególnego instrumentu zależy od konfiguracji segmentu i liczby instrumentów — specyfikacja PROFIBUS PA określa całkowity budżet prądowy segmentu i budżet długości kabla, które muszą być przestrzegane.

Jako praktyczna wytyczna, indywidualne odgałęzienia do instrumentów zazwyczaj nie powinny przekraczać 30 metrów dla standardowych konfiguracji segmentów, a całkowity limit długości kabla magistrali (do 1900 metrów dla standardowego segmentu PA z 32 instrumentami) musi być przestrzegany w całym zespole segmentu.