Fieldbus

Технология Foundation Fieldbusявляется цифровой, последовательной, двусторонней системой связи, которая служит в качестве базового уровня сети в заводских или фабричных системах автоматизации. Это открытая архитектура, разрабатывается и осуществляется организацией Foundation Fieldbus. Консорциум Fieldbus Foundation является некоммерческой организацией, которая была образована в результате слияния двух других консорциумов , продвигавших протоколы полевых шин, — WorldFIP (North America) и InterOperable Systems Project. В работе Fieldbus Foundation, штаб-квартира которой расположена в городе Остин (штат Техас), участвуют порядка 90% поставщиков аппаратно-программных средств АСУТП на мировой рынок. Совет директоров Fieldbus Foundation состоит из 11 членов, представляющих 11 различных компаний.

Данный интерфейс предназначен для приложений, использующих базовые (контроль) и расширенные (регулирование) возможности, и на протяжении большей части дискретного управления, связанные с этими функциями. Foundation Fieldbus технология в основном используется в обрабатывающей промышленности, но в настоящее время она реализуется в электроэнергетике тоже.

Различают две связанные между собой реализации интерфейса Foundation Fieldbus. Они были введены для удовлетворения различных потребностей в среде автоматизированных систем. Эти две реализации используют различные физические среды и скорости передачи и обмена данными.

• Foundation Fieldbus H1 работает на скорости 31,25 кбит/с и обычно соединяется напрямую с полевыми устройствами. Данный интерфейс обеспечивает связь и управление по стандартной витой паре проводов. Foundation Fieldbus H1 в настоящее время является наиболее распространенной в реализации интерфейса.
• Foundation Fieldbus HSE (High-speed Ethernet) работает на скорости 100 Мбит/с и, как правило соединяет входы/выходы подсистем, хост-систем, шлюзов, и полевых устройств с помощью стандартного кабеля Ethernet. Данная реализация этого интерфейса в настоящее время не обеспечивают питание по кабелю, хотя ведутся работы, чтобы решить эту проблему.

Технология Foundation Fieldbus была первоначально предназначена в качестве замены для стандарта токовая петля 4-20 мА, и сегодня она сосуществует наряду с другими технологиями, такими как Modbus, Profibus и Industrial Ethernet. Интерфейс Foundation Fieldbus сегодня пользуется как перспективная информационная шина для устройств автоматизированных систем во многих тяжелых производствах, таких как нефтепереработка, нефтехимия, энергетика, и даже производство продуктов питания и напитков, фармацевтических препаратов, а также применения в атомной промышленности. Интерфейс Foundation Fieldbus разрабатывался в течение многих лет для нужд приборостроения Международной ассоциацией автоматизации. В 1996 году первая реализация технологии Foundation Fieldbus H1 (31,25 кбит/с), а в 1999 году вторая реализация Foundation Fieldbus HSE (High Speed Ethernet) увидели свет. Международная электротехническая комиссия (МЭК) по стандартам полевых шин, включила технологию Foundation Fieldbus в IEC 61804.

Имеются три основных типа сетей на уровне устройств – дискретные и процессные системы fieldbus, а также сети датчик/привод. Эта классификация основывается на типе устройств, которые связываются этими сетями, а также типе передаваемых данных. Все эти три типа связывают обычно группу устройств с одним контроллером или сетью верхнего уровня. Все обеспечивают цифровую линейную дуплексную многоадресную коммуникационную связь между контроллерами и устройствами.

Дискретные

Дискретные сети fieldbus связывают цифровые входы/выходы с контроллерами. Две наиболее часто выбираемые системы для промышленного применения (не для непрерывного производственного цикла) в Северной Америке – это Profibus DP и DeviceNet. Другие выбираемые системы – Interbus и CC-Link LT. Дискретные сети fieldbus применяются для коммутации следующих устройств:

• контроллеры двигателей,
• приводы переменной частоты VFD,
• энкодеры,
• процессные приборы,
• системы наблюдения,
• другие устройства, генерирующие сложные данные.

Такие устройства обычно имеют внешнее питание, однако система DeviceNet может также подавать питание.

Процессные

Процессные сети fieldbus предназначены для связи с процессными приборами и приводами. Две наиболее часто применяемые системы – это Profibus PA и Foundation fieldbus (FF). Процессные сети fieldbus начали применять на нефтеперерабатывающих заводах и на химических предприятиях, где часто находится огромное количество устройств, но применение этих сетей распространилось на многие другие отрасли, такие, как подготовка и очистка воды, фармацевтическая промышленность. Процессные устройства, которые могут связываться сетью fieldbus, это:

• расходомеры,
• датчики давления,
• датчики уровня,
• управляющие клапаны,
• датчики температуры.

Процессные сети fieldbus подводят питание к устройствам и предназначены для безопасной работы в опасных средах. Это главное достоинство в случаях, когда имеет место высокая пожароопасность или взрывоопасность.