기술정보 Foundation Fieldbus 의구성및관리 <2 회 > 남주현기술위원 / 한화건설계장설계팀 User Application - Blocks Foundation Fieldbus는 Block 을바탕으로 User Applicati

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우석 문
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1 기술정보 <2 회 > 남주현기술위원 / 한화건설계장설계팀 jhnam1@hanwha.com User - s Foundation Fieldbus는 을바탕으로 User 이정의되어있다. 은적용함수의다른형태의표현이다. 에사용된다. s Resource User User Transducer Fieldbus Device Specification Fieldbus Access Sublayer Communication Stack Communication Stack Physical Layer Fieldbus Data Link Layer [ 그림 10. Fieldbus User - Type of s] Physical Layer Physical Layer [ 그림 9. Fieldbus User - s] 의형태는 [ 그림 10] 에기술된 User 1. Resource Resource 은디바이스이름, Manufacture, Serial Name 과같이 Fieldbus Device 의특성이기술되어있다. 182 계장기술

2 2. (FB) 은 Control System 동작을갖는 다. Input/Output Parameter는 Fieldbus로연결할수있다. 각 실행은정밀하게계획된다. Foundation Fieldbus는표준 이정의되어있다. Basic Control 을위한표준 은 ( Part 2 : FF-891) 에정의되어있다. 이 은다음과같다. Name Symbol Analog Input : AI Analog Output : AO Bias B Control Selector : CS Discrete Input : DI Discrete Output : DO Manual Loader : ML Proportional/ Derivative : PD Proportional/ Integral/ Derivative : PID Ratio : RA Field Device 에필요한동작을수행할수있도록 Example of a complete control loop using s located in Fieldbus devices. Fieldbus 을삽입할수있다. 예를들어, 간단한온도전송기는 AI 을가질수있다. Control Valve 는 AO 을수행하는 PID 을포함시킬수있다. Closed Loop Control 은전송기와 Control Valve Positioner 만으로완벽한제어를수행할수있다. 3. Transducer Transducer 은 Read Sensor와 Output Hardware에서요구되는 Input/Output 의충돌을방지한다. 그것은 Calibrate 날짜와 Sensor 종류등도포함한다. 아래는 User 에추가로정의된것이다. [ 그림 12] 는 Common 이어떻게변하는지를 Map 으로보여주고, Parameter의한부분을예에서보여준다. VIEW 1 - Operation Dynamic - Information required by a plant operator to run the process VIEW 2 - Operation Static - Information which may need to be read once and then displayed along with the dynamic data VIEW 3 - All Dynamic - Information which is changing and may need to be referenced in a detailed display VIEW 4 - Other Static - Configuration and maintenance information AI 110 Device 1 Device 2 PID 110 AO Fieldbus Device 정의 [ 그림 11. Fieldbus Control Loop 예 ] Fieldbus Device의 은배열과연결에의하여결정된다

3 Dynamic Static Data Trend Alarm AI PID, AO Fieldbus AI Diagnostics Detail Display YZ SP PV SP HI LIMIT CAS IN GAIN View_1 Operation Dynamic View_2 Operation Static Display Sets View_3 All Dynamic View_4 Other Static [ 그림 12. Fieldbus Common 변화의예 ] Resource 0 OD Header Sensor 1 Tranducer 1 1 Directory Links Alerts View Lists Resource s Sensor 2 Transducer 2 2 Transducer s Link Objects Alert Objects Trend Object View Lists Trend Objects View Objects [ 그림 13. Fieldbus ] [ 그림 14. Fieldbus Dictionary Points 의 Header] 그 Device 은 User Virtual Field Device(VFD) 를통해볼수있고, Fieldbus Communication System으로전달된다. User 항목의 Dictionary Points의 Header는 안에서 Directory로연결되고, Dictionary는 다른모든것의 Index 로사용된다. VFD 항목설명과관련된 Data는 Virtual Communi cation Relationship(VCR) 을사용하여 Fieldbus Network 에 Access 된다. 184 계장기술

4 Index 0 OD Header Directory Resource Transducer Link Objects Trend Objects View Object View Object User Virtual Fieldbus Device Stack Physical Layer Object Descriptions Fieldbus [ 그림 15. Fieldbus Virtual Communication Relationship(VCR)] System Management 은정확한제어를위한 Sequence와미리정해진 Interval에의하여실행되어야만한다. System Management 는 Fieldbus에서 의실행과 Parameter의실행을동기화하여야한다. System Managements는모든 Device에매일정해진시간에자동으로이중화된신호를이관하고, 자동으로디바이스의 Address 소속을확인하고, Fieldbus에속해있는 Tag 의 Parameter Name을수집하여다른입력신호를취급한다. Configuration 정보의모든것은각 Device 의 System Management Virtual Field Device(VFD) 와 Network 에있는 Schedule은 Object Description 에의한기술되는것과같이 System Management 가필 요하다. VFD는 System Management Information Base (SMIB) 와 Network Management Information Base(NMIB) 에 Access 한다. 1. Schedule 하나의 Schedule Building Tool 은 Generate 과 Link Active Scheduler(LAS) 에사용된다. Loop는 Schedule Building Tool로가정할수있다. 그 Schedule 은 Absolute Link Start Time 의시작으로부터 Start Time Offset을포함한다. 그 Absolute Link Schedule Start Time은 Fieldbus에있는모든 Device에알린다. 하나의 Macrocycle 은각 Device 간의 Schedule을뜻한다. 아래는 Absolute Link Schedule Start Time, Las

5 Macrocycle, Device Macrocycle 과 Start Time Offset 간의관계를보여준다. Offset from Absolute Link Schedule Start Time Scheduled AI Extension 0 Scheduled Communication of AI 20 Scheduled PID Execution 30 Scheduled AO Execution 50 (1) Clock Distribution Foundation Fieldbus 실행을위한 Clock 을제공한다. Clock은그날의시간을같게하고, 통신하여사용하고자하는다른 Equipment 와의시간을같게한다. System Management 는모든 Fieldbus Device에정기적으로 Clock을같게적용하도록한다. Data Link Scheduling Time 은 Sample 하여 Clock Massage를보내, 현재의적용시간을조절한다. 각 Device들은동기화된 Massage와 Clock Time을자신의내부시간을바탕으로독립적으로유지하도록한다. Clock 동기화는 Fieldbus Network 을통과하는각 Device의시간을관리한다. Fieldbus에서 Backup Clock이발생하였다면, Backup Publisher 가동작하게되고, 동작하고있던 Publisher 는소멸되고말것이다. (2) Device Address Assignment 모든 Fieldbus Device는 Fieldbus 운전을위한고유의 Network Address와 Device Tag 를가져야만한다. Instrument 의 Address 변경하고자할때, 주소변경 을직접수행하지말고, System Management 에의해 Network Address를자동으로변경할수있다. 새로운 Device의 Network Address는아래와같은순서로이루어진다. 물리적인 Device Tag는하나의 Configuration Device를경유하여, 하나의새로운 Device에속한다. 이 Device는 Off-Line 에서수행할수도있고, On-Line 상태에서 Address를부여할수도있다. 정해진 Network Address 를사용한다면, System Management 는물리적인 Device에대하여질문한다. System Management 는 Configuration Table 에서새로운 Network Address를부여하고, 물리적인 Device Tag 에사용한다. System Management 는특별히 Set Address Massage를 Device에보내고, 새로운 Network Address로움직인다. Default Address로 Network 에있는모든 Device 에반복하여수행한다. (3) Find Tag Service Host System의편리와 Maintenance Device를위하여, System Management 는 Device를찾거나, Tag 의변경을찾는것을지원한다. Find Tag Query 는모든 Fieldbus Device에방송한다. Massage를받았을때, 요구된가상 Field Device (Virtual Field Device : VFD) 를찾고, 만약 Tag 를발견하였다면 VFD Number, Virtual Communication Relationship(VCR) Index, Object Dictionary(OD) 등을포함한 Complete Path Information 을회신한다. 한번알고나면, Host나 Maintenance Device는 Tag Data를수행한다. Device Description 186 계장기술

특별히 Fieldbus Device는상호운전이필요하다. 상호운전이수행되려면, 표준 Parameter와 Behavior Definition 이포함된 Device Description(DD) 기술을사용한다. DD는 [ 그림 16] 과같이 Virtual Field Device(VFD) 에서각목적의확장된기술을갖춘다.

6 특별히 Fieldbus Device는상호운전이필요하다. 상호운전이수행되려면, 표준 Parameter와 Behavior Definition 이포함된 Device Description(DD) 기술을사용한다. DD는 [ 그림 16] 과같이 Virtual Field Device(VFD) 에서각목적의확장된기술을갖춘다. DD는 Control System에필요한정보나, Calibration 그 DD는 Device Description Language(DDL) 과같이잘알려진표준화된 Programming Language를사용한다. PC-based Tool 은 DD Source Input File 을 Key Word 를사용하여변환한 DD Output File 을 Tokenizer 라고부르고, [ 그림 17] 과같이고정된 Tokens Source File 에서표준문자화한다. Foundation Fieldbus는표준화된 과 Virtual Fieldbus Device Object Descriptions of Data Pointer to Device Descriptions of Data DDL Source File VARIABLE Process Variable {LABEL MEASURED_VALUE ; TYPE FLOAT {DISPLAY_FORMAT 3.1f ; MA_VALUE 110.0; MIN_VALUE 0.0;} Data Extended Descriptions Associated with the Data Label of the parameter Engineering units How many decimal points to display Help text Parameter relationships Calibration and diagnostic menus Tokenizer Tool DD Output File MEASURED_VALUE f [ 그림 17. Fieldbus Device Description Language(DDL) Source File] [ 그림 16. Fieldbus Device Description] 이나 Diagnostic과같은 VFD에필요한정보를갖고있다. 이 DD는 Device의 Driver 를통하여수행한다. DD는 Personal Computer(PC) 와같이다른 Printer 와연결하여사용할수있고, 다른 Device를연결, 사용하는것과같다. 어떠한 Device가 DD를가지고있으면, Control System이나 Host와연동하여사용할수있다. 1. Device Description Tokenizer Transducer 을위한 DD를갖고있다. Device Supplier 는 Standard DD 를바탕으로 Incremental 을준비한다. Supplier 는 Calibration 이나, 진단을위하여다른 Supplier 를지정할수있다. 이것은 Incremental DD에도기술된다. Foundation Fieldbus는 Cd-Rom에 Standard DD를만들수있다. 사용자는 Device 공급자나, Foundation Fieldbus 협회에등록된공급자의 Incremental DD를얻을수있다

7 Standard Device Descriptions from the Fieldbus Foundation. Incremental Device Descriptions from Suppliers. [ 그림 18. Fieldbus Standard Device Description] 그 Incremental DD 는 Device 가 Upload service 와 DD를위한 Virtual Field Device(VFD) 를포함하고있다면, Device로부터직접읽을수있다. 2. Device Description Service(DDS) To Host System Host side 에서, library function 에서는 Device Descrip tion 을읽기위해서사용된것을 Device Description Service(DDS) 라고부른다. DDS Description 을읽는것은, 운전값을읽는것은아니다. 운전값은 FMS Communication service를이용하여 Fieldbus Device로부터읽는다. 새로운 Device는 Control System이나 Host에새로운 Device의 Incremental DD를연결함으로써간단하게 Fieldbus에추가할수있다. DDS 기술은같은 Fieldbus에서 Interface Program 의 Version 이같으면, 다른공급자의 Device를사용할수있다. 3. Device Description Hierarchy( 계층 ) Foundation Fieldbus는 Builder Device와 Perform Device로 Device Description(DD) 의계층을갖고있다. 그계층은 [ 그림 20] 과같다. 계층에서의첫째 Level 은, Universal Parameter이다. Universal Parameter는 Tag, Revision, Mode 등이포함 Standard DDs plus optional Incremental DDs Descriptions are read from the DD. Nimber of digits of precision. Engineering Unit Label 25.50% Device Description Services Library Host Measured_Value Data are read from the device over the fieldbus. [ 그림 19. Fieldbus Device Description Service(DDS)] 188 계장기술

8 Universal Parameters Parameters Resource AI PID Defined by Fieldbus Foundation Specification Transducer Parameters Temp Flow Manufacturer Specific Parameters Defined by Manufacturer Resource Transducer s s [ 그림 20. Fieldbus 의 Device Description Hierarchy( 계층 )] 된다. 모든 은 Universal Parameter를포함한다. 계층에서의둘째 Level 은, Parameter 이다. 이 Level 의 Parameter 는 Standard 으로정의된다. Standard Resource 은이 Level 에속해있다. 계층에서의셋째 Level 은, Transducer Parameter 라고부른다. 이 Level의 Parameter는 Standard Transducer 으로정의된다. 여러경우에, Transducer Specification은 Standard Resource 으로 Parameter를추가할수있다. Foundation Fieldbus는 3개의 Layer로 Device Description 으로쓰인다. 계층에서의넷째 Level 은, Manufacture Specification Parameter이다. 각 Manufacture에서는이 Level 에 Parameter와 Transducer Parameter를자유롭게추가할수있다. 4. Interoperability 각 Manufacture는각 Device의 Foundation Fieldbus Interoperability Test Report를갖추어야한다. Test Report Identifies는각 Device에 Universal,, Transducer, Manufacture Specification Parameter 등이포함되어있어야한다. Identifies( 인식 ) 는 Device Type과 Device Descrip tion Revision, DD Revision 등관련사항이 Manufacture Identification 에표시되어있어야한다. Device Description Service(DDS) 를사용하는어떠한 Host라도 Device DD에정의된모든 Parameter에의해호환이가능하다

을 할 때, 결국 여러 가지 단어를 넣어서 모두 찾아야 한다는 것이다. 그 러나 가능한 모든 용어 표현을 상상하기가 쉽지 않고, 또 모두 찾기도 어 렵다. 용어를 표준화하여 한 가지 표현만 쓰도록 하여야 한다고 하지만, 말은 쉬워도 모든 표준화된 용어를 일일이 외우기는

을 할 때, 결국 여러 가지 단어를 넣어서 모두 찾아야 한다는 것이다. 그 러나 가능한 모든 용어 표현을 상상하기가 쉽지 않고, 또 모두 찾기도 어 렵다. 용어를 표준화하여 한 가지 표현만 쓰도록 하여야 한다고 하지만, 말은 쉬워도 모든 표준화된 용어를 일일이 외우기는 특집 전문 용어와 국어생활 전문 용어의 표준화 -남북 표준에서 시맨틱 웹까지- 최기선 한국과학기술원 전산학과 교수 1. 전문 용어 표준화가 사회 문화를 향상시키는가? 전문 용어 는 우리에게 어떤 의미가 있는가? 이 질문은 매일 마시는 공기 는 우리에게 어떤 의미가 있느냐고 묻는 것과 같다. 있을 때에는 없 는 듯하지만, 없으면 곧 있어야 함을 아는 것이 공기이다.