Foundation Fieldbus H1

Эта статья содержит контент, который написан как реклама . Пожалуйста, помогите улучшить его , удалив рекламный контент и неприемлемые внешние ссылки , а также добавив энциклопедический контент, написанный с нейтральной точки зрения . ( Июль 2020 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Тема этой статьи может не соответствовать общему руководству Википедии о известности . Пожалуйста, помогите продемонстрировать значимость темы, цитируя надежные вторичные источники , не зависящие от темы и обеспечивающие значительное ее освещение, помимо банального упоминания. Если не удается показать известность, вероятно, статья будет объединена , перенаправлена или удалена . Найти источники:  "Foundation Fieldbus H1"  -  новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( июль 2020 г. ) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

F OUNDATION Fieldbus H1 является одним из Foundation Fieldbus версии протокола. F OUNDATION H1 (31,25 кбит / с) представляет собой протокол двунаправленной связи , используемый для связи между полевыми устройствами и системой управления. Он использует либо витую пару, либо оптоволокно для связи между несколькими узлами (устройствами) и контроллером. Контроллеру требуется только одна точка связи для связи с 32 узлами, это значительное улучшение по сравнению со стандартным методом связи 4–20 мА, который требует отдельной точки подключения для каждого устройства связи в системе контроллера.

С точки зрения бизнеса технология F OUNDATION Fieldbus обеспечивает экономию общих затрат на установку. H1 Fieldbus сокращает количество проводов прибора, что означает меньшее количество оконечных резисторов 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. Конкретные преимущества технологии F OUNDATION включают в себя: сокращение количества проводов, использование нескольких переменных в одном многоканальном полевом приборе, более простую интеграцию и более легкое обслуживание. При использовании аппаратного соединения Half Duplex RS485 возможна двухпроводная связь.

F OUNDATION Fieldbus H1 поддерживает искробезопасную проводку . В отличие от других протоколов, FOUNDATION H1 обеспечивает явную синхронизацию управления и связи для точно периодической (изохронной) связи и выполнения функций управления с минимальным мертвым временем 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.

F OUNDATION HSE [ править ]

Р OUNDATION ВШЭ является технологией управления сетью , специально предназначенной для автоматизации процесса для подключения устройств более высокого уровня , таких как контроллеры и удаленного ввод / вывод, генераторы данных с высокой плотностью и т.д., а также для горизонтальной интеграции подсистем.

F OUNDATION HSE основывается на неизмененной 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 резервными коммуникационными портами, обеспечивающими непревзойденную доступность. F OUNDATION HSE также основан на стандартном IP, что позволяет ему сосуществовать с другими устройствами и обеспечение совместимости со стандартными инструментами. на самом высоком уровне, F OUNDATION HSE включает в себя стандартный уровень приложений , который обеспечивает взаимодействие между устройствами за пределами простого сосуществования , предоставляемого Ethernet и TCP / IP. F OUNDATIONСвязь HSE управляется расписанием, чтобы минимизировать мертвое время и джиттер 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. Поскольку F OUNDATION HSE основан на немодифицированном Ethernet, стандартные инструменты Ethernet могут использоваться для аттестации установки, тестирования и поиска и устранения неисправностей. Эти инструменты ускоряют решение проблем со связью. F OUNDATION HSE поддерживается более эффективные инструменты поиска и устранения неисправностей , не доступных для RS485 и коаксиальному кабелю. Поскольку F OUNDATION HSE основана на UDP и TCP, можно использовать стандартные инструменты управления сетью, использующие SNMP, RMON и т. Д. Аналогичным образом используется знакомая IP-адресация, включая поддержку DHCP.

Параметры [ править ]

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

Способы связи [ править ]

Поддерживаются следующие методы связи:

• Клиент / Сервер

Тип взаимоотношений виртуальных коммуникаций клиент / сервер (VCR) ^[1] используется для связи в очереди, незапланированной, инициируемой пользователем, один к одному, обмена данными 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 рассылки отчетов используется для связи в очереди, незапланированной, инициированной пользователем и связи "один-ко-многим".

Используйте [ редактировать ]

Этот протокол в основном используется для аналоговых и дискретных устройств управления технологическим процессом. Основным преимуществом является конфигурация по концепции функционального блока.

Источник питания [ править ]

Большим преимуществом F OUNDATION Fieldbus является то, что он позволяет передавать питание по коммуникационной шине на управляемые устройства, для этого требуется источник питания F OUNDATION Fieldbus. 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 действия [ править ]

Для правильной работы каждому сегменту полевой шины требуется ровно два терминатора. Терминаторы спроектированы так, чтобы быть эквивалентом конденсатора 1 мкФ и 100  Ом.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 меньше тока 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, тогда как модулирующее напряжение на шине, вызванное этим модулирующим током, составляет от 0,75 В до 1 В от пика до пика. Эти 0,75 и 1 В являются просто результатом 15 мА x 50 Ом, равного 0.75 В и 20 мА x 50 Ом, что равно 1 В. Резистор 50 Ом эквивалентен двум параллельным резисторам 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 [ править ]

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 ограничивает энергию, достаточную для зоны 0/1 для всех газовых групп (класс I, раздел 1, все газовые группы), он обеспечивает только 80 мА для сегмента Fieldbus. Оптимистично это могло обеспечить питание только четырех устройств Fieldbus, которые обычно потребляют 15–26 мА каждое. Концепция барьера Entity является безопасной, 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, национальным метрологическим институтом Германии) как метод обеспечения большей мощности для сегмента Fieldbus во взрывоопасных зонах. Концепция FISCO рассматривает всю схему сегмента Fieldbus. Максимальная общая длина кабеля в системе FISCO составляет 1 км в газовых группах A и B (IIC) и 1,9 км в газовых группах C и D (IIA и IIB), в то время как максимально допустимая длина ответвления (длина от распределительной коробки сегмента / протектор) составляет 60 метров для газовых групп от A до D (IIC, IIB и IIA). Дополнительные ограничения также накладываются на стабилизаторы мощности, например, резервные стабилизаторы мощности с разделением нагрузки не допускаются в источниках питания FISCO.

Сертификация устройств на соответствие стандарту 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 Fieldbus), она не лишена недостатков. Полевой барьер - это, по сути, полевой изолированный стабилизатор мощности. Таким образом, даже несмотря на то, что сегмент может получать питание от резервных стабилизаторов питания 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 большой мощности (HPIST)

Технология High Power IS Trunk (HPIST) обеспечивает повышенный уровень безопасности и простоты установки, а также возможность использования 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, в 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 запитывать до 16 устройств Fieldbus (20 мА каждое) на расстоянии 500 м, сохраняя искробезопасность.

Развитие [ править ]

Этот протокол разработан, улучшен и поддерживается FieldComm Group.

См. Также [ править ]

• Компьютерная сеть
• Информатика

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

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