Selasa, 02 September 2014

 19.58      2 comments


Pengertian 

Fieldbus adalah nama keluarga protokol jaringan komputer industri yang digunakan untuk kontrol real-time didistribusikan, standar IEC 61158 sebagai sebuah sistem yang kompleks otomatis industri - seperti jalur perakitan manufaktur - biasanya membutuhkan kontrol terdistribusi sistem hirarki terorganisir kontroler sistem-berfungsi. Dalam hirarki ini, biasanya ada Human Machine Interface (HMI) di bagian atas, di mana operator dapat memantau atau mengoperasikan sistem. Hal ini biasanya terkait dengan lapisan tengah programmable logic controller (PLC) melalui sistem komunikasi non-saat kritis (misalnya Ethernet). Di bagian bawah rantai kontrol adalah fieldbus yang menghubungkan PLC ke komponen yang benar-benar melakukan pekerjaan, seperti sensor, aktuator, motor listrik, konsol lampu, switch, katup dan kontaktor.

Fieldbus adalah sistem jaringan industri untuk kontrol terdistribusi real-time. Ini adalah cara untuk menghubungkan instrumen di pabrik. Karya Fieldbus pada struktur jaringan yang biasanya memungkinkan daisy-chain, bintang, cincin, cabang, dan topologi jaringan pohon. Sebelumnya, komputer yang terhubung menggunakan RS-232 (koneksi serial) dimana hanya dua perangkat bisa berkomunikasi. Ini akan menjadi setara dengan yang digunakan saat ini 4-20 skema komunikasi mA yang mengharuskan setiap perangkat memiliki titik komunikasi sendiri di tingkat controller, sedangkan fieldbus adalah setara dengan koneksi LAN-jenis saat ini, yang membutuhkan hanya satu titik komunikasi di tingkat controller dan memungkinkan beberapa (ratusan) dari analog dan digital poin untuk dihubungkan pada saat yang sama. Hal ini mengurangi baik panjang kabel yang dibutuhkan dan jumlah kabel yang diperlukan. Selain itu, karena perangkat yang berkomunikasi melalui fieldbus membutuhkan mikroprosesor, beberapa titik yang biasanya disediakan oleh perangkat yang sama. Beberapa perangkat fieldbus sekarang mendukung skema kontrol seperti kontrol PID di sisi perangkat, bukan memaksa controller untuk melakukan pemrosesan.


SEJARAH FIELD BUS

Bitbus

Tertua umum digunakan teknologi bus lapangan Bitbus. Bitbus diciptakan oleh Intel Corporation untuk meningkatkan penggunaan sistem Multibus dalam sistem industri dengan memisahkan lambat fungsi i / o dari akses memori yang lebih cepat. Pada tahun 1983, Intel menciptakan 8044 Bitbus mikrokontroler dengan menambahkan bidang bus firmware untuk mikrokontroler 8051 yang ada. Bitbus menggunakan EIA-485 pada lapisan fisik, dengan dua pasang memutar - satu untuk data dan yang lainnya untuk clocking dan sinyal. Penggunaan SDLC pada lapisan data link memungkinkan 250 node pada satu segmen dengan total jarak 13,2 km. Bitbus memiliki satu master node dan beberapa budak, budak dengan hanya menanggapi permintaan dari master. Bitbus tidak mendefinisikan routing pada lapisan jaringan. The 8044 izin hanya paket data yang relatif kecil (13 bytes), tapi embeds set efisien RAC (akses jarak jauh dan kontrol) tugas dan kemampuan untuk mengembangkan tugas RAC kustom. Pada tahun 1990, IEEE mengadopsi Bitbus sebagai Sistem Microcontroller Serial Control Bus (IEEE-1118).

Hari ini BITBUS dikelola oleh BEUG -. BITBUS Pengguna Eropa Group
standardisasi

Meskipun teknologi fieldbus telah ada sejak tahun 1988, dengan selesainya standar ISA S50.02, pengembangan standar internasional waktu bertahun-tahun. Pada tahun 1999, IEC SC65C / komite standar WG6 bertemu untuk menyelesaikan perbedaan dalam rancangan standar IEC fieldbus. Hasil dari pertemuan ini adalah bentuk awal dari IEC 61158 standar dengan delapan set protokol yang berbeda yang disebut "Jenis" sebagai berikut:

     Tipe 1 Foundation Fieldbus H1
     Tipe 2 ControlNet
     Tipe 3 Profibus
     Tipe 4 P-Net
     Tipe 5 FOUNDATION fieldbus HSE (High Speed
​​Ethernet)
     Tipe 6 SwiftNet (protokol dikembangkan untuk Boeing, sejak ditarik)
     Tipe 7 WorldFIP
     Tipe 8 Interbus

Bentuk standar pertama kali dikembangkan untuk Pasar Bersama Eropa, berkonsentrasi kurang pada kesamaan, dan mencapai tujuan-eliminasi utamanya menahan diri dari perdagangan antar negara. Isu kesamaan kini diserahkan kepada konsorsium internasional yang mendukung masing-masing jenis standar fieldbus. Hampir segera setelah itu disetujui, IEC pekerjaan pembangunan standar berhenti dan panitia dibubarkan. Sebuah IEC baru komite SC65C / MT-9 dibentuk untuk menyelesaikan konflik dalam bentuk dan substansi dalam lebih dari 4000 halaman IEC 61158. Pekerjaan pada jenis protokol di atas secara substansial telah selesai. Protokol baru, seperti untuk fieldbuses keselamatan atau real-time fieldbuses ethernet- sedang diterima ke dalam definisi standar fieldbus internasional selama 5 tahun siklus pemeliharaan khas.

Kedua Foundation Fieldbus dan Profibus teknologi sekarang umum diterapkan dalam bidang kontrol proses, baik untuk perkembangan baru dan refits utama. Pada tahun 2006, China melihat FF terbesar (Foundation Fieldbus) instalasi sistem di Nanhai dan Secco, masing-masing dengan sekitar 15000 perangkat fieldbus terhubung.


IEC 61158 spesifikasi

Ada banyak teknologi yang bersaing untuk fieldbus dan harapan asli untuk satu mekanisme komunikasi terpadu tunggal belum terealisasi. Hal ini seharusnya tidak terduga karena teknologi fieldbus perlu dilaksanakan secara berbeda di aplikasi yang berbeda; fieldbus otomotif secara fungsional berbeda dari kontrol pabrik pengolahan. Edisi terakhir dari IEC standar IEC 61158 memungkinkan 8 technologies.This adalah beberapa lapisan hierarkis dari protokol otomatisasi.

IEC 61158 terdiri dari bagian-bagian berikut, di bawah judul umum Digital komunikasi data untuk pengukuran dan kontrol - Fieldbus untuk digunakan dalam sistem kontrol industri:

     Bagian 1: Overview dan bimbingan untuk seri IEC 61158
     Bagian 2: Lapisan spesifikasi fisik dan layanan definisi
     Bagian 3: Definisi Data Service Tautan
     Bagian 4: Data Link Protocol spesifikasi
     Bagian 5: Application definisi Service Layer
     Bagian 6: Application Layer Protocol spesifikasi



Keuntungan biaya

Jumlah kabel yang dibutuhkan jauh lebih rendah di Fieldbus dibandingkan 4-20 instalasi mA. Hal ini karena banyak perangkat berbagi set yang sama kabel dengan cara multi-turun daripada membutuhkan satu set berdedikasi kabel per perangkat seperti dalam kasus 4-20 mA perangkat. Selain itu, beberapa parameter dapat dikomunikasikan per perangkat dalam jaringan Fieldbus sedangkan hanya satu parameter dapat ditularkan pada 4-20 koneksi mA. Fieldbus juga memberikan dasar yang baik bagi terciptanya strategi pemeliharaan prediktif dan proaktif. Diagnostik yang tersedia dari perangkat fieldbus dapat digunakan untuk mengatasi masalah dengan perangkat sebelum menjadi masalah kritis.


Networking

Dengan pengecualian dari ARCNET, yang dipahami sebagai awal 1975 untuk konektivitas kantor dan kemudian menemukan penggunaan di industri, sebagian besar standar fieldbus dikembangkan pada 1980-an dan menjadi sepenuhnya didirikan di pasar selama pertengahan 1990-an. Di Amerika Serikat, Allen-Bradley mengembangkan standar yang akhirnya tumbuh menjadi DeviceNet dan ControlNet; di Eropa, Siemens dan produsen lain mengembangkan protokol yang berkembang menjadi Profibus.

Selama tahun 1980, untuk memecahkan masalah komunikasi antara sistem kontrol yang berbeda di mobil, perusahaan Jerman Robert Bosch GmbH pertama kali dikembangkan Controller Area Network (CAN). Konsep CAN adalah bahwa setiap perangkat dapat dihubungkan oleh satu set kabel, dan setiap perangkat yang terhubung secara bebas dapat bertukar data dengan perangkat lain. BISA segera bermigrasi ke pasar otomatisasi pabrik (dengan banyak orang lain).

Meskipun setiap teknologi berbagi nama generik dari fieldbus berbagai fieldbus tidak mudah dipertukarkan. Perbedaan antara mereka begitu mendalam bahwa mereka tidak dapat dengan mudah dihubungkan satu sama lain. Untuk memahami perbedaan antara standar fieldbus, perlu untuk memahami bagaimana jaringan fieldbus dirancang. Dengan mengacu pada model OSI, standar fieldbus ditentukan oleh media fisik kabel, dan lapisan satu, dua dan tujuh dari model referensi.

Untuk setiap teknologi standar lapisan fisik media fisik dan sepenuhnya menggambarkan, secara rinci, pelaksanaan waktu bit, sinkronisasi, encoding / decoding, tingkat Band, panjang bus dan koneksi fisik transceiver untuk kabel komunikasi. Lapisan standar data link bertanggung jawab untuk sepenuhnya menentukan bagaimana pesan dirakit siap untuk transmisi oleh lapisan fisik, penanganan error, pesan-penyaringan dan bus arbitrase dan bagaimana standar-standar ini harus diimplementasikan dalam perangkat keras. Lapisan aplikasi standar, secara umum mendefinisikan bagaimana lapisan komunikasi data yang dihubungkan ke aplikasi yang ingin berkomunikasi. Ini menggambarkan spesifikasi pesan, implementasi manajemen jaringan dan tanggapan atas permintaan dari aplikasi layanan. Lapisan 3-6 tidak dijelaskan dalam standar fieldbus.

Komite teknis, dengan perwakilan dari berbagai perusahaan, telah bertanggung jawab untuk mengubah spesifikasi asli ke standar internasional ISO. Bury, antara lain, melaporkan bahwa pekerjaan sedang dilakukan untuk menerapkan protokol fieldbus umum. Ini akan memerlukan seperangkat layanan aplikasi-layer yang dapat diberikan terlepas dari-lapisan bawah rincian pelaksanaan. Meskipun sangat banyak dalam masa pertumbuhan, diharapkan protokol ini mungkin menjadi kenyataan pada tahun 2010 Apakah dirancang untuk tingkat rendah komunikasi sensor atau tingkat tinggi konektivitas mesin (atau keduanya), fieldbus adalah sebuah teknologi yang memungkinkan penting bagi arsitektur kontroler terbuka

Fitur

Fieldbuses berbeda menawarkan set berbeda fitur dan kinerja. Sulit untuk membuat perbandingan umum kinerja fieldbus karena perbedaan mendasar dalam metodologi transfer data. Dalam tabel perbandingan di bawah itu hanya dicatat jika fieldbus tersebut biasanya mendukung siklus pembaruan data 1 milidetik atau lebih cepat.
Fieldbus
Bus power
Cabling redundancy
Max devices
Synchronisation
Sub millisecond cycle
No
Yes
Almost unlimited
No
Unknown
Yes
No
62
No
No
No
No
127
Yes
No
No
No
64
No
No
Yes
No
384
No
Yes
No
Yes
99
No
No
Yes
No
64
No
No
No
Yes
65,536
Yes
Yes
No
Optional
240
Yes
Yes
No
Optional
Almost unlimited
Yes
No
Yes
No
240
Yes
No
No
Yes
Almost unlimited
Yes
No
No
No
511
No
No
No
No
32,000
No
No
No
No
246
No
No
No
Optional
126
Yes
No
Yes
No
126
No
No
No
Optional
Almost unlimited
No
No
No
Optional
Almost unlimited
Yes
Yes
No
Yes
256
Under Development
Conditional
No
Yes
511
Yes
Yes
No
No
254
Yes
Yes
Fieldbus
Bus power
Cabling redundancy
Max devices
Synchronisation
Sub millisecond cycle

Keamanan

Fieldbus dapat digunakan untuk sistem yang harus memenuhi standar keamanan yang relevan seperti IEC 61508 atau EN 954-1. Tergantung pada protokol yang sebenarnya, fieldbus dapat memberikan langkah-langkah seperti counter, CRC, gema, timeout, pengirim dan penerima yang unik ID atau cross check. Ethernet / IP dan SERCOS III keduanya menggunakan protokol CIP Keselamatan, Ethernet Powerlink menggunakan openSAFETY, sementara FOUNDATION Fieldbus dan Profibus (PROFIsafe) dapat mengatasi SIL 2 dan SIL aplikasi keamanan 3 proses.

Pada bulan Januari 2006, Yayasan Fieldbus mengumumkan bahwa TÜV Rheinland Industrie Service GmbH, Otomasi, Software dan Teknologi Informasi, sebuah lembaga pengujian global, independen dan terakreditasi, telah diberikan Protocol Type Approval untuk Spesifikasi Keamanan nya. Spesifikasi Teknis Yayasan - Fungsi Keselamatan diinstrumentasi telah sesuai dengan Komisi Elektroteknik Internasional (IEC) 61508 standar (safety fungsional dari sistem yang terkait dengan keselamatan elektronik / elektronik / listrik programmable) persyaratan sampai, dan termasuk, Keselamatan Integritas Level 3 (SIL 3)

2 komentar:

Popular Posts

Diberdayakan oleh Blogger.

Blog Archive