Foundation Fieldbus H1 - Foundation Fieldbus H1

Эта статья содержит контент, который написан как Реклама. Пожалуйста помоги Улучши это путем удаления рекламный контент и неуместно внешняя ссылка, а также путем добавления энциклопедического содержания, написанного с нейтральная точка зрения. (Июль 2020) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

Тема этой статьи может не соответствовать Википедии общее руководство по известности. Пожалуйста, помогите установить известность, указав надежные вторичные источники которые независимый темы и обеспечить ее подробное освещение, помимо банального упоминания. Если известность не может быть установлена, статья, вероятно, будет слился, перенаправлен, или же удалено. Найдите источники: «Foundation Fieldbus H1»  – Новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR (Июль 2020) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

FОБУЧЕНИЕ Fieldbus H1 один из FOUNDATION fieldbus версии протокола. FОБУЧЕНИЕ H1 (31,25 кбит / с) - это протокол двунаправленной связи, используемый для связи между полевыми устройствами и системой управления. Для связи между несколькими узлами (устройствами) и контроллером используется либо витая пара, либо оптоволокно. Контроллеру требуется только одна точка связи для связи с 32 узлами, это значительное улучшение по сравнению со стандартным. 4-20 мА метод связи, который требует отдельной точки подключения для каждого устройства связи в системе контроллера.

С точки зрения бизнеса FОБУЧЕНИЕ Технология полевой шины обеспечивает экономию общих затрат на установку. H1 Fieldbus сокращает объем проводки прибора, что означает меньшее количество оконечных устройств и меньшее количество оборотов отвертки. Эта технология снижает требования к оборудованию и снижает капитальные затраты (CAPEX). FOUNDATION Fieldbus в первую очередь снижает операционные расходы (OPEX) за счет повышения эффективности предприятия, лучшего управления активами и снижения требований к техническому обслуживанию. Особые преимущества FОБУЧЕНИЕ Технологии включают в себя: сокращенное количество проводов, многомерные параметры от одного многоканального полевого прибора, более простую интеграцию и более легкое обслуживание. При использовании аппаратного соединения Half Duplex RS485 возможна двухпроводная связь.

FОБУЧЕНИЕ Fieldbus H1 поддерживает Искробезопасная проводка. В отличие от других протоколов, FOUNDATION H1 обеспечивает явную синхронизацию управления и связи для точно периодической (изохронной) связи и выполнения функций управления с минимальным временем простоя и джиттером. Он синхронизирует часы в устройствах fieldbus для поддержки планирования функциональных блоков и установки временных отметок для сигналов тревоги в точке обнаружения.

Первоначальная концепция заключалась в том, чтобы подключить как можно больше полевых устройств к полевому соединению контроллера, ограничиваясь только силой сигнала.

FОБУЧЕНИЕ HSE

FОБУЧЕНИЕ HSE - это технология сети управления, специально разработанная для автоматизации процессов для подключения устройств более высокого уровня, таких как контроллеры и устройства удаленного ввода-вывода, генераторы данных высокой плотности и т. Д., А также для горизонтальной интеграции подсистем.

FОБУЧЕНИЕ HSE основан на немодифицированном IEEE 802.3 Ethernet и, следовательно, совместим со стандартным оборудованием Ethernet. В отличие от простой «кольцевой топологии», FOUNDATION HSE обеспечивает полное резервирование «в стиле DCS» с резервированными сетевыми коммутаторами, резервированными устройствами и избыточными коммуникационными портами, обеспечивая непревзойденную доступность. FОБУЧЕНИЕ HSE также основан на стандартном IP, что позволяет ему сосуществовать с другими устройствами и обеспечивает совместимость со стандартными инструментами. На высшем уровне FОБУЧЕНИЕ HSE включает стандартный прикладной уровень, который обеспечивает взаимодействие между устройствами, выходящее за рамки простого сосуществования, обеспечиваемого Ethernet и TCP / IP. FОБУЧЕНИЕ Связь HSE управляется расписанием, чтобы минимизировать мертвое время и дрожание с поддержкой одноранговой связи напрямую между устройствами. И снова, тщательная программа тестирования совместимости гарантирует качественное соединение.

Древовидная топология Ethernet «ступица и спица» позволяет очень легко добавлять и удалять устройства, не нарушая работу сети. Потому что FОБУЧЕНИЕ HSE основана на немодифицированном Ethernet, стандартные инструменты Ethernet могут использоваться для аттестации установки, тестирования и устранения неисправностей. Эти инструменты ускоряют решение проблем со связью. FОБУЧЕНИЕ HSE поддерживается более совершенными инструментами поиска и устранения неисправностей, недоступными для RS485 и коаксиального кабеля. Поскольку FОБУЧЕНИЕ HSE основан на UDP и TCP, могут использоваться стандартные инструменты управления сетью, использующие SNMP, RMON и т. Д. Аналогичным образом используется знакомая IP-адресация, включая поддержку DHCP.

Параметры

Линия связи может протянуться на 1900 метров без репитеров или на 9500 метров с 4 разрешенными репитерами.

Способы связи

Поддерживаются следующие методы связи:

• Клиент / Сервер

Взаимодействие виртуальных коммуникаций клиент / сервер (VCR)^[1] Тип используется для очереди, незапланированной, инициируемой пользователем, индивидуальной связи между устройствами на полевой шине. В очереди означает, что сообщения отправляются и принимаются в порядке отправки в соответствии с их приоритетом, без перезаписи предыдущих сообщений.

• Издатель / подписчик

Тип VCR издателя / подписчика используется для буферизованной связи "один ко многим". Буферизация означает, что в сети поддерживается только последняя версия данных. Новые данные полностью перезаписывают предыдущие.

• Распространение отчетов

Тип видеомагнитофона для рассылки отчетов используется для связи в очереди, незапланированной, инициированной пользователем и связи "один ко многим".

Использовать

Этот протокол в основном используется для аналоговых и дискретных устройств управления технологическим процессом. Основное преимущество - конфигурация по концепции функционального блока.

Источник питания

Большое преимущество FОБУЧЕНИЕ Fieldbus заключается в том, что она позволяет передавать мощность по коммуникационной шине на управляемые устройства, для этого требуется FОБУЧЕНИЕ Источник питания полевой шины. Источники питания обычно являются резервными с номиналом 32 В постоянного тока с током 500 мА и в основном устанавливаются в шкафу коммутации или системном шкафу в диспетчерской.

Прекращение

Для правильной работы каждому сегменту полевой шины требуется ровно два терминатора. Терминаторы спроектированы так, чтобы быть эквивалентом конденсатора 1 мкФ и 100Ω резистор последовательно. Терминаторы служат для нескольких целей, включая шунтирование тока Fieldbus (связь с устройством) и защиту от электрических отражений. Основная функция терминаторов - действовать как токовый шунт для сети управления. Связь по шине Fieldbus осуществляется полевым устройством, модулирующим потребление тока. Когда устройствам необходимо передать данные, устройства FF будут действовать как приемники тока. Устройства будут потреблять меньший ток для представления высокого сигнала (1, один) и потреблять больше тока для представления низкого сигнала (0, ноль). Поскольку модулирующий ток устройств FF составляет от 15 мА до 20 мА от пика до пика, в то время как модулирующее напряжение на шине, вызванное этим модулирующим током, составляет от 0,75 до 1 В от пика до пика. Эти 0,75 и 1 В являются просто результатом 15 мА x 50 Ом, что равно 0,75 В, и 20 мА x 50 Ом, которое равно 1 В. Резистор 50 Ом является эквивалентом двух параллельных резисторов от терминатора FF. Поскольку все устройства используют один и тот же кабель, только одно устройство может передавать сообщение в любой момент времени. Без надлежащего количества терминаторов уровень сигнала будет вне спецификации и может нарушить работу сети.

Еще одна функция терминатора - уменьшить влияние электрических отражений.

Искробезопасная шина Fieldbus

На рынке существует несколько искробезопасных технологий Fieldbus. Чаще всего используются:

• Концепция барьера сущности

Эта конструкция основана на концепции обычных полевых барьеров, которые успешно используются в мире аналоговых сигналов (4-20 мА). В этих барьерах используется безошибочный резистор (с проволочной обмоткой), стабилитроны и предохранитель, и требуется хорошее искробезопасное заземление. Хотя этот барьер ограничивал энергию, достаточную для зоны 0/1 для всех газовых групп (класс I, раздел 1 для всех газовых групп), он обеспечивает только 80 мА для сегмента Fieldbus, что оптимистично может обеспечить питание только четырех устройств Fieldbus, которые обычно потребляют 15-26 мА каждое . Концепция барьера Entity безопасна, но ее ограничения по низкому энергопотреблению и технические требования эффективно устраняют многие преимущества использования шинной технологии.

• FISCO

Концепция искробезопасности Fieldbus (FISCO), которая была впервые разработана PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt, национальный метрологический институт Германии) в качестве метода обеспечения большей мощности для сегмента Fieldbus во взрывоопасных зонах. Концепция FISCO рассматривает всю цепь сегмента Fieldbus. Максимальная общая длина кабеля в системе FISCO составляет 1 км для газовых групп A и B (IIC) и 1,9 км для газовых групп C и D (IIA и IIB), в то время как максимально допустимая длина ответвления (длина от распределительной коробки / предохранителя сегмента) составляет 60 метров для газовых групп от A до D (IIC, IIB и IIA). Дополнительные ограничения также накладываются на стабилизаторы питания, например, резервные стабилизаторы питания с разделением нагрузки не допускаются в источниках питания FISCO.

Сертификация устройств в соответствии со стандартом перед внедрением позволяет интегрировать их в системы без технических требований, необходимых для подхода Entity. Это затем позволяет источникам питания FISCO генерировать больше энергии (и допускать большее количество устройств на сегмент), чем решение Entity Barrier. Узким местом этого решения является то, что оно требует, чтобы каждая часть системы, включая устройства, кабели и стабилизаторы питания, соответствовала требованиям FISCO, а также строго соблюдались правила проектирования и установки FISCO. Несмотря на то, что он обеспечивает большую мощность, чем подход с барьером Entity, система может поддерживать только четыре-пять устройств на сегмент, поскольку ток в магистрали ограничен 115 мА.

• HPT с полевыми барьерами

Более поздним усовершенствованием для искробезопасных приложений является магистраль высокой мощности (HPT) с полевыми барьерами (FB), которые ограничивают мощность на ответвлении, а не на магистрали. Этот метод значительно меняет уравнение для конечных пользователей Fieldbus в опасных условиях. Это увеличивает количество доступной мощности и, следовательно, количество подключенных устройств в сегменте. Это также позволяет конечным пользователям максимально увеличить длину своих магистральных кабелей без ограничений FISCO / Entity Barrier Concept.

Хотя модель HPT действительно обеспечивает некоторые значительные улучшения (500 мА в сегменте полевой шины), она не лишена недостатков. Полевой барьер по сути является изолированным стабилизатором мощности на основе поля. Таким образом, даже несмотря на то, что сегмент может получать питание от резервных стабилизаторов мощности с распределением нагрузки на хосте, на практике среднее время безотказной работы (среднее время до отказа) по-прежнему соответствует одному стабилизатору питания, поскольку большинство полевых барьеров не являются избыточными.

• Искробезопасная соединительная линия большой мощности / Искробезопасная соединительная линия высокой мощности (HPIST)

Технология High Power IS Trunk (HPIST) обеспечивает повышенный уровень безопасности и простоты установки, а также возможность использовать ее для всех устройств (FISCO и Entity), а также опасных зон и подразделений. Он выдает около 350 мА искробезопасного питания в сегменты, расположенные во взрывоопасных зонах.

Это достигается за счет использования конструкции с раздельной архитектурой, при которой часть барьера помещается в изолирующую карту, расположенную в безопасной зоне (стойке источника питания), а другая часть - в каждом из ответвлений полевых соединителей / сегментов устройств. Барьер в изоляторе позволяет пропускать 350 мА через сегмент до ответвления / распределительной коробки через магистральный кабель. Поскольку используются безошибочные резисторы, устройства из зоны 0/1 или 2 могут быть подключены напрямую. Имея 350 мА, теперь пользователи могут запитать до 16 устройств Fieldbus (по 20 мА каждое) на расстоянии 500 м, сохраняя искробезопасность.

Разработка

Этот протокол разработан, улучшен и поддерживается Группа FieldComm

Смотрите также

• Компьютерная сеть
• Информатика

Рекомендации

внешняя ссылка

• http://www.fieldbus.org/
• http://www.pepperl-fuchs.com
• [1]
• [2]