FIELDBUS LÀ GÌ

  -  
Truyền thông dữ liệu đề cập đến việc biến hóa thông tin hoặc dữ liệu, chủ yếu ở format kỹ thuật số từ trang bị phát sang thiết bị thu trải qua liên kết (có thể là dây đồng, cáp đồng trục, cáp quang đãng hoặc bất kỳ phương tiện như thế nào khác).

Bạn đang xem: Fieldbus là gì


*

Mạng truyền thông công nghiệp là xương sinh sống cho ngẫu nhiên kiến trúc hệ thống tự động hóa nào bởi nó đã được cung ứng một phương tiện trao đổi dữ liệu mạnh mẽ, khả năng kiểm soát và điều hành dữ liệu cùng tính linh hoạt để kết nối những thiết bị khác nhau. Nâng cao độ đúng chuẩn và tính toàn diện của tín hiệu kỹ thuật số đầu cuối.

Các mạng này rất có thể là LAN (Mạng cục bộ, được sử dụng trong một quanh vùng hạn chế) hoặc WAN (Mạng diện rộng được thực hiện làm hệ thống toàn cầu) có thể chấp nhận được một lượng lớn dữ liệu sử dụng một vài kênh hạn chế. Cũng dẫn mang lại việc triển khai các giao thức truyền thông khác biệt giữa những bộ điều khiển và tinh chỉnh kỹ thuật số, máy hiện trường, những công cầm cố phần mềm tự động hóa không giống nhau và các hệ thống bên ngoài.


*

Khi những hệ thống tự động hóa công nghiệp trở nên phức tạp và lớn với rất nhiều thiết bị tự động hóa trên nền tảng điều khiển, ngày nay, xu hướng hướng tới các tiêu chuẩn kết nối khối hệ thống mở (OSI) cho phép kết nối và giao tiếp với ngẫu nhiên thành phần của thiết bị tự động hóa nào không nhờ vào vào nhà sản xuất.Với những tiến bộ trong technology kỹ thuật số, technology fieldbus hiện nay đang chiếm lĩnh lĩnh vực tự động hóa vày nó cung ứng cơ sở media đa vùng giúp tiết kiệm chi phí và ngày tiết kiệm giá cả cho việc truyền thông media cáp. Sau đấy là tổng quan liêu về một số trong những mạng media công nghiệp nhập vai trò quan trọng đặc biệt trong những hệ thống điều hành và kiểm soát công nghiệp ngày nay.

Mạng truyền thông công nghiệpIndustrial Communication Network là gì?

Truyền thông dữ liệu đề cập mang lại việc thay đổi thông tin hoặc dữ liệu, chủ yếu ở format kỹ thuật số từ đồ vật phát sang sản phẩm công nghệ thu trải qua liên kết (có thể là dây đồng, cáp đồng trục, cáp quang đãng hoặc bất kỳ phương tiện làm sao khác).Các mạng truyền thông media truyền thống được áp dụng để chất nhận được truyền tài liệu giữa những máy tính, máy tính xách tay và những thiết bị nước ngoài vi của nó và các thiết bị khác. Phương diện khác, mạng truyền thông media công nghiệp là 1 trong những loại mạng đặc biệt quan trọng được thực hiện để xử lý kiểm soát thời gian thực và trọn vẹn dữ liệu trong môi trường khắc nghiệt bên trên các setup lớn.Các lấy một ví dụ về mạng truyền thông công nghiệp bao hàm Ethernet, DeviceNet, Modbus, ControlNet, v.v.Ba nguyên tắc kiểm soát đặc trưng được áp dụng trong lĩnh vực auto hóa công nghiệp bao hàm Bộ tinh chỉnh và điều khiển logic lập trình sẵn (PLC), Điều khiển đo lường và thống kê và thu thập dữ liệu (SCADA) và khối hệ thống điều khiển phân tán (DCS). Tất cả các yếu tố này nhắc đến các công thế hiện trường, trang bị trường thông minh, máy tính điều khiển giám sát, bộ điều khiển và tinh chỉnh I / O triển lẵm và bộ áo quần HMI.Để hỗ trợ kết nối giữa những thiết bị này với cũng để cho phép giao tiếp thân chúng, cần phải có một hệ thống hoặc giao tiếp mạnh mẽ và hiệu quả hơn. Chúng khác hoàn toàn đáng nói so với các mạng doanh nghiệp truyền thống. Những mạng công nghiệp này tạo nên thành một nhỏ đường tiếp xúc giữa các thiết bị hiện nay trường, bộ tinh chỉnh và điều khiển và PC.Các phương tiện truyền dẫn để truyền dữ liệu và biểu đạt điều khiển có thể là bao gồm dây hoặc không dây. Vào trường hòa hợp truyền dẫn gồm dây, cáp được sử dụng hoàn toàn có thể là một cặp xoắn, cáp đồng trục hoặc tua quang. Mỗi cáp mạng có những đặc tính năng lượng điện riêng của nó có thể ít hoặc cân xứng hơn với loại mạng hoặc môi trường thiên nhiên cụ thể. Vào trường hợp truyền dẫn ko dây, truyền thông được triển khai thông qua sóng radio.


*

Fieldbus là một trong những mạng toàn cục điều khiển cục bộ được sử dụng cho các khối hệ thống điều khiển phân tán thời gian thực vào các hệ thống công nghiệp auto phức tạp. Nó là một liên kết media đa chiều hai phía kỹ thuật số giữa những bộ điều khiển và tinh chỉnh và những thiết bị trường thông minh như cảm ứng thông minh / cỗ truyền đụng / bộ chuyển đổi. Nó nuốm thế hệ thống truyền thông điểm-điểm thông thường bao hàm nhiều cặp dây như số lượng thiết bị hiện nay trường.Trong ngôi trường hợp khối hệ thống fieldbus nhì dây là đủ cho nhiều thiết bị thuộc cùng một phân đoạn. Kết quả này, tiết kiệm ngân sách cáp lớn tưởng do đó, chi phí hiệu quả. Profibus và Foundation Field Bus là hai technology fieldbus giai cấp nhất được áp dụng trong lĩnh vực tự động hoá quy trình.

Cấp bậc phân cấp trong mạng truyền thông công nghiệp

Trước đó chúng tađã bàn luận về sự thu xếp phân cấp của hệ thống tự động hóa tùy thuộc vào tính năng và luồng tin tức của chúng trong bài viết auto hóa công nghiệp. Trong ngành công nghiệp tiếp tế hoặc quy trình, thông tin hoặc luồng dữ liệu từ cấp cho trường đến cấp doanh nghiệp (từ dưới lên trên) và ngược lại.Các cấp độ không giống nhau phải xử lý các yêu cầu khác nhau của một cấp ráng thể. Bởi vậy, cụ thể là không tồn tại yêu cầu add mạng truyền thông duy nhất quan trọng cho từng cấp. Do đó các cấp độ không giống nhau có thể sử dụng mạng không giống nhau dựa trên những yêu cầu như khối lượng dữ liệu, truyền dữ liệu, bảo mật dữ liệu, v.v. Dựa trên chức năng, mạng media công nghiệp được chia thành ba lever chung được trao đổi dưới đây.


*

Phân thiết yếu bị

Mức thấp nhất này bao hàm các máy tại hiện trường như cảm ứng và bộ truyền động của các quá trình và vật dụng móc. Trọng trách của cấp độ này là chuyển tin tức giữa những thiết bị này và những thành phần quy trình kỹ thuật như PLC. Việc chuyển giao thông tin có thể là kỹ thuật số, analog hoặc lai. Các giá trị đo được hoàn toàn có thể tồn trên trong thời gian dài ra hơn nữa hoặc vào một khoảng thời hạn ngắn.Để cung cấp thông tin liên lạc phân cấp ở hiện tại trường, mẫu lặp 4-20 mA, các giao thức liên lạc điểm-điểm được thực hiện rộng rãi. Các mạng này bao gồm các loại cáp tuy nhiên song, nhiều dây làm phương tiện truyền dẫn. Các chuẩn giao thức media nối tiếp phổ cập được thực hiện ở cấp độ này bao gồm RS232, RS422 và RS485. Có rất nhiều mạng media cấp trường khác tất cả sẵn được tế bào tả những yếu tố khác biệt như thời hạn phản hồi, size tin nhắn, v.v.Ngày nay, công nghệ fieldbus là mạng truyền thông tinh vi tuyệt nhất được thực hiện ở cấp độ hiện trường vày nó tạo đk cho việc kiểm soát và điều hành phân tán giữa các thiết bị với bộ tinh chỉnh trường logic khác nhau. Đây là một khối hệ thống truyền thông hai chiều trong các số ấy nhiều biến được quan lại tâm bằng cách truyền đơn. Những loại fieldbus khác nhau bao hàm HART, ControlNet, DeviceNet, CAN Bus, Profibus và Foundation Fieldbus.

Phân cấp điều khiển

Mức này bao hàm các bộ tinh chỉnh công nghiệp như PLC, các đơn vị điều khiển phân tán với các khối hệ thống máy tính. Trách nhiệm của lever này bao hàm cấu hình những thiết bị tự động hóa hóa, tải dữ liệu chương trình và xử lý dữ liệu biến, kiểm soát và điều chỉnh biến số, kiểm soát và điều hành giám sát, hiển thị tài liệu biến trên HMI, lưu trữ lịch sử, v.v. , độ dài dữ liệu ngắn, nhất quán hóa máy, sử dụng liên tiếp các tài liệu quan trọng, v.v.Mạng toàn cục (LAN) được sử dụng rộng rãi như những mạng media ở cấp độ này để đạt được các đặc tính muốn muốn. Ethernet với giao thức TCP / IP đa số được thực hiện như mạng mức tinh chỉnh để kết nối những đơn vị tinh chỉnh với thiết bị tính. Bên cạnh ra, mạng này hoạt động như một bus tinh chỉnh để kết hợp và nhất quán hóa giữa những bộ tinh chỉnh khác nhau. Một số trong những fieldbus cũng khá được sử dụng ở tầm mức này như các bus tinh chỉnh như Profibus và ControlNet.

Phân cung cấp dữ liệu

Đây là cấp tối đa của hệ thống auto hóa công nghiệp tập hợp thông tin từ cấp độ thấp hơn, có nghĩa là mức kiểm soát và điều hành của nó. Nó đề cập đến trọng lượng lớn dữ liệu không được sử dụng tiếp tục hoặc thời gian quan trọng. Màng lưới quy mô khủng tồn tại ở lever này. Vị vậy, các WAN Ethernet thường được sử dụng như những mạng mức thông tin để lập mưu hoạch nhà máy sản xuất và trao đổi tin tức quản lý. Đôi khi những mạng này hoàn toàn có thể kết nối với các mạng công nghiệp khác trải qua cổng.

Mạng công nghiệp hay được sử dụng

Có các mạng media khác nhau được thiết kế theo phong cách để kết nối những thiết bị hiện trường công nghiệp và những mô-đun I/O khác nhau. Chúng được biểu thị dựa trên các giao thức độc nhất định. Giao thức là một trong những tập hợp những quy tắc được thực hiện trong giao tiếp giữa nhì hoặc nhiều thiết bị. Dựa trên những giao thức này, các mạng media được phân loại thành nhiều loại. Một vài tiêu chuẩn truyền thông công nghiệp phổ cập và thông dụng được trình bày dưới đây.

Truyền thông nối tiếp

Giao thức nối tiếp là hệ thống giao tiếp cơ bản được cung cấp cho số đông bộ điều khiển như PLC. Giao thức này được thực hiện bằng cách sử dụng những tiêu chuẩn giao thức như RS232, RS422 cùng RS485. Tự viết tắt RS là viết tắt của Tiêu chuẩn chỉnh được đề xuất trong đó xác minh các điểm sáng truyền thông tiếp liền về những tính năng điện, cơ khí và chức năng.Các giao diện truyền thông media nối tiếp được tích đúng theo vào CPU hoặc mô-đun quá trình (xem xét, đối với một bộ tinh chỉnh logic lập trình) hoặc nó rất có thể là một mô-đun giao tiếp riêng biệt. Các giao diện RS này đa số được sử dụng để truyền tài liệu một cách hợp lí với tốc độ dữ liệu cao thân PLC và thiết bị tự xa. Đầu đọc mã vạch, sản phẩm công nghệ đầu cuối trong phòng điều hành và khối hệ thống thị giác là đa số ví dụ về các giao diện này.

Xem thêm: Tắt Thông Báo Windows Security Center Là Gì ? Windows Security Center Là Gì


*

Giao thức thông suốt RS-232 được thiết kế với để cung cấp một bộ phát và một cỗ thu và cho nên vì thế nó hỗ trợ liên lạc thân một bộ điều khiển và một thiết bị tính. Chiều lâu năm cáp về tối đa phải lên đến 50 feet. Tiêu chuẩn chỉnh giao tiếp thông liền RS 422 (1Tx, 10 Rx) với RS485 (32Tx, 32 Rx) được thiết kế theo phong cách để giao tiếp giữa một máy tính xách tay và nhiều cỗ điều khiển. Những tiêu chuẩn chỉnh này được giới hạn ở độ dài 1650 feet (trong trường vừa lòng RS422) với 650 feet (trong trường hợp RS485).

HART

Nó là 1 trong từ viết tắt mang lại Đầu dò tự xa có thể định vị địa chỉ cửa hàng (Highway Addressable Remote Transducer). Nó là 1 trong giao thức mạng điều khiển quy trình mở, ck chất tín hiệu media kỹ thuật số lên đầu những tín hiệu 4-20mA bằng cách sử dụng nghệ thuật Key 202 Key Shift Keying (FSK).Đây là mạng media duy nhất tạo điều kiện cho cả truyền thông hiện đại số analog cùng hai chiều và một lúc bằng cùng một khối hệ thống dây điện, và vì chưng đó các mạng này cũng được gọi là mạng lai. Bộc lộ số này được call là biểu lộ HART mang thông tin chẩn đoán, cấu hình thiết bị, hiệu chuẩn và các phép đo quy trình bổ sung cập nhật khác.


Mạng HART chuyển động ở chế độ điểm-điểm hoặc đa điểm. Trong chính sách điểm-điểm, dấu hiệu dòng 4-20 mA được sử dụng để điều khiển quá trình trong khi dấu hiệu HART vẫn không bị hình ảnh hưởng. Mạng nhiều chiều HART được sử dụng khi những thiết bị được đặt cách nhau làm việc diện rộng. Những thiết bị sáng dạ đa nghành nghề dịch vụ tương say mê HART được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Mạng media HART đa số được sử dụng trong các ứng dụng SCADA.

DeviceNet

Đây là 1 mạng phân thiết yếu bị mở dựa trên technology CAN. Nó có thiết kế để giao tiếp các thiết bị cấp cho trường (chẳng hạn như cảm biến, công tắc, đầu gọi mã vạch, màn hình bảng điều khiển, vv) cùng với bộ điều khiển và tinh chỉnh mức cao hơn nữa (như PLC) cùng với sự đồng ý duy tuyệt nhất của giao thức CAN cơ bản. Nó hoàn toàn có thể hỗ trợ lên tới 64 node và cung cấp lên cho 2048 tổng cộng thiết bị.Nó có tác dụng giảm chi tiêu mạng bằng cách tích hợp tất cả các sản phẩm trên cáp tứ dây mang cả dữ liệu và dây dẫn điện. Sức mạnh trên mạng được cho phép các sản phẩm công nghệ được cung cấp nguồn trực tiếp từ mạng và do đó nó có tác dụng giảm các điểm liên kết vật lý. Mạng này được sử dụng thông dụng trong ngành công nghiệp ô tô và buôn bán dẫn.


ControlNet

Nó là 1 trong những mạng điều khiển và tinh chỉnh mở, áp dụng Giao thức công nghiệp chung (CIP) nhằm kết hợp chức năng của mạng ngang hàng với mạng I/O bằng cách cung cấp cho hiệu suất tốc độ cao. Mạng này là sự kết hợp của Data Highway Plus (DH +) cùng I/O từ bỏ xa. Nó được sử dụng để truyền dữ liệu thời gian thực cũng như dữ liệu không đặc trưng thời gian thân I/O hoặc cỗ vi cách xử lý trên cùng một mạng.Nó rất có thể giao tiếp về tối đa 99 node với vận tốc truyền dữ liệu là 5 triệu bit từng giây. Nó có thiết kế để áp dụng trên cả vật dụng và cấp cho trường của hệ thống tự động hóa hóa công nghiệp. Nó hỗ trợ phương tiện truyền thông media và dự trữ truyền thông ở tất cả các node của mạng.


Modbus

Nó là 1 trong giao thức hệ thống mở rất có thể chạy trên các lớp trang bị lý khác nhau. Nó là giao thức được sử dụng rộng thoải mái nhất trong số ứng dụng điều khiển và tinh chỉnh công nghiệp. Nó là 1 trong kỹ thuật giao tiếp nối tiếp cung ứng mối quan tiền hệ chủ động/thụ độnglệ để tiếp xúc giữa những thiết bị được liên kết trên mạng. Nó có thể được tiến hành trên ngẫu nhiên phương luôn tiện truyền dẫn nào, tuy nhiên thường được thực hiện với RS232 và RS485.


Modbus thông suốt với RS232 hoặc RS485 (như các lớp đồ lý) tạo đk kết nối những thiết bị Modbus cùng với bộ tinh chỉnh (chẳng hạn như PLC) trong cấu trúc bus. Nó có thể giao tiếp thân một bậc thầy và một số quân lính lên cho tới 247 với vận tốc truyền tài liệu 19,2 kbits / s.Một phiên phiên bản mới hơn của Modbus TCP / IP thực hiện Ethernet có tác dụng lớp vật lý tạo điều kiện trao đổi tài liệu giữa những PLC trong những mạng không giống nhau. Không rõ ràng loại mạng thiết bị lý, nó tạo đk cho phương thức truy cập và điều hành và kiểm soát một trang bị của một thứ khác.

Profibus

Nó là trong số những mạng trường mở rộng được biết đến và được tiến hành rộng rãi. Các mạng này hầu hết được áp dụng trong thừa trình tự động hoá và các lĩnh vực tự động hóa đơn vị máy. Nó cân xứng nhất cho những nhiệm vụ giao tiếp phức tạp và những ứng dụng thời hạn quan trọng. Có tía phiên bạn dạng Profibus không giống nhau, Profibus-DP (Thiết bị nước ngoài vi phân cấp), Profibus-PA (Quy trình auto hóa) với Profibus-FMS (Đặc tả thông điệp Fieldbus).


Profibus-DP là một chuẩn chỉnh truyền thông fieldbus mở sử dụng tiếp xúc master/slave giữa những thiết bị mạng. Nó sử dụng technology truyền dẫn cáp quang quẻ RS485 hoặc truyền thông vật lý. Nó được sử dụng đa phần để cung cấp thông tin liên lạc giữa những bộ tinh chỉnh và điều khiển và trưng bày I/O ở thiết yếu bị.Profibus-PA được thiết kế với đặc biệt đến quá trình auto hóa. Những mạng Profibus-PA được đề xuất sử dụng trong các khu vực an ninh nội tại. Những mạng này được cho phép các cảm biến, cỗ truyền hễ và bộ tinh chỉnh và điều khiển kết nối với cùng một bus phổ biến duy nhất, cung cấp truyền thông tài liệu và cấp cho nguồn mang đến bus. Những mạng này áp dụng lớp đồ dùng lý của Manchester Bus Powered (MBP) dựa trên tiêu chuẩn quốc tế IEC 61158-2.


Profibus-FMS là 1 định dạng lời nhắn đa phương tiện hoặc ngang hàng, cho phép các sản phẩm chủ giao tiếp với nhau. Nó là một phương án mục đích chung triển khai các nhiệm vụ giao tiếp ở lever kiểm soát, nhất là trong sublevel tế bào để tạo ra điều kiện giao tiếp giữa các máy tính xách tay chủ.Phổ thay đổi nhất FMS với DP được áp dụng đồng thời trong chế độ COMBI vào trường đúng theo PLC đang rất được sử dụng kết hợp với PC. Trong trường đúng theo này, master chính tiếp xúc với master máy cấp thông qua FMS trong khi DP truyền dữ liệu tinh chỉnh trên và một mạng tới các thiết bị I/O.

Foundation Fieldbus

Nó là một chuẩn chỉnh fieldbus mở có thiết kế đặc biệt để đáp ứng nhu cầu quan trọng của thiên chức trong môi trường có đặc điểm an toàn. Nó là 1 trong loại mạng LAN cho các thiết bị tương xứng fieldbus và bộ điều khiển được sử dụng trong những ngành công nghiệp chế tạo và chế biến. Đây là chuẩn chỉnh giao thức số nhị chiều, được xác định bởi tiêu chuẩn an ninh IEC 61158-2 (đối với FF H1) và tương thích với lắp thêm Ethernet (trong trường phù hợp FF HSE). Cha loại mạng FF bao hàm H1 vận tốc thấp, tốc độ cao H2 và tốc độ cao Ethernet HSE.

Xem thêm: Thuốc Sudocrem Có Tác Dụng Gì ?Có Mấy Loại Và Bán Ở Đâu? Kem Sudocrem Có Trị Chàm Sữa


Mạng H1 cung cấp tốc độ 31,25 kbps. Gồm hai tốc độ được cung ứng bởi mạng H2, đó là 1,0 Mbps cùng 2,5 Mbps. Mạng HSE cung ứng tốc độ 10 hoặc 100 Mbps bởi vì nó thực hiện giao thức Ethernet.