Pengertian
Fieldbus adalah nama keluarga protokol jaringan komputer industri yang digunakan untuk kontrol real-time didistribusikan, standar IEC 61158 sebagaisebuah sistem yang kompleks otomatis industri - seperti jalur perakitanmanufaktur - biasanya membutuhkan kontrol terdistribusi sistem hirarkiterorganisir kontroler sistem-berfungsi. Dalam hirarki ini, biasanya adaHuman Machine Interface (HMI) di bagian atas, di mana operator dapat memantau atau mengoperasikan sistem. Hal ini biasanya terkait denganlapisan tengah programmable logic controller (PLC) melalui sistemkomunikasi non-saat kritis (misalnya Ethernet). Di bagian bawah rantaikontrol adalah fieldbus yang menghubungkan PLC ke komponen yang benar-benar melakukan pekerjaan, seperti sensor, aktuator, motor listrik, konsollampu, switch, katup dan kontaktor.
Fieldbus adalah sistem jaringan industri untuk kontrol terdistribusi real-time.Ini adalah cara untuk menghubungkan instrumen di pabrik. Karya Fieldbuspada struktur jaringan yang biasanya memungkinkan daisy-chain, bintang,cincin, cabang, dan topologi jaringan pohon. Sebelumnya, komputer yangterhubung 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 setiapperangkat memiliki titik komunikasi sendiri di tingkat controller, sedangkanfieldbus adalah setara dengan koneksi LAN-jenis saat ini, yang membutuhkan hanya satu titik komunikasi di tingkat controller danmemungkinkan 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, karenaperangkat yang berkomunikasi melalui fieldbus membutuhkanmikroprosesor, 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 untukmelakukan pemrosesan.
SEJARAH FIELD BUS
Bitbus
Tertua umum digunakan teknologi bus lapangan Bitbus. Bitbus diciptakan oleh Intel Corporation untuk meningkatkan penggunaan sistem Multibusdalam sistem industri dengan memisahkan lambat fungsi i / o dari aksesmemori yang lebih cepat. Pada tahun 1983, Intel menciptakan 8044 Bitbusmikrokontroler dengan menambahkan bidang bus firmware untukmikrokontroler 8051 yang ada. Bitbus menggunakan EIA-485 pada lapisan fisik, dengan dua pasang memutar - satu untuk data dan yang lainnya untukclocking dan sinyal. Penggunaan SDLC pada lapisan data linkmemungkinkan 250 node pada satu segmen dengan total jarak 13,2 km.Bitbus memiliki satu master node dan beberapa budak, budak dengan hanyamenanggapi permintaan dari master. Bitbus tidak mendefinisikan routing pada lapisan jaringan. The 8044 izin hanya paket data yang relatif kecil (13bytes), tapi embeds set efisien RAC (akses jarak jauh dan kontrol) tugas dankemampuan 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 selesainyastandar 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-eliminasiutamanya menahan diri dari perdagangan antar negara. Isu kesamaan kinidiserahkan kepada konsorsium internasional yang mendukung masing-masing jenis standar fieldbus. Hampir segera setelah itu disetujui, IEC pekerjaan pembangunan standar berhenti dan panitia dibubarkan. SebuahIEC baru komite SC65C / MT-9 dibentuk untuk menyelesaikan konflik dalam bentuk dan substansi dalam lebih dari 4000 halaman IEC 61158. Pekerjaanpada 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 5tahun siklus pemeliharaan khas.
Kedua Foundation Fieldbus dan Profibus teknologi sekarang umumditerapkan dalam bidang kontrol proses, baik untuk perkembangan baru danrefits utama. Pada tahun 2006, China melihat FF terbesar (Foundation Fieldbus) instalasi sistem di Nanhai dan Secco, masing-masing dengansekitar 15000 perangkat fieldbus terhubung.
Tertua umum digunakan teknologi bus lapangan Bitbus. Bitbus diciptakan oleh Intel Corporation untuk meningkatkan penggunaan sistem Multibusdalam sistem industri dengan memisahkan lambat fungsi i / o dari aksesmemori yang lebih cepat. Pada tahun 1983, Intel menciptakan 8044 Bitbusmikrokontroler dengan menambahkan bidang bus firmware untukmikrokontroler 8051 yang ada. Bitbus menggunakan EIA-485 pada lapisan fisik, dengan dua pasang memutar - satu untuk data dan yang lainnya untukclocking dan sinyal. Penggunaan SDLC pada lapisan data linkmemungkinkan 250 node pada satu segmen dengan total jarak 13,2 km.Bitbus memiliki satu master node dan beberapa budak, budak dengan hanyamenanggapi permintaan dari master. Bitbus tidak mendefinisikan routing pada lapisan jaringan. The 8044 izin hanya paket data yang relatif kecil (13bytes), tapi embeds set efisien RAC (akses jarak jauh dan kontrol) tugas dankemampuan 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 selesainyastandar 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-eliminasiutamanya menahan diri dari perdagangan antar negara. Isu kesamaan kinidiserahkan kepada konsorsium internasional yang mendukung masing-masing jenis standar fieldbus. Hampir segera setelah itu disetujui, IEC pekerjaan pembangunan standar berhenti dan panitia dibubarkan. SebuahIEC baru komite SC65C / MT-9 dibentuk untuk menyelesaikan konflik dalam bentuk dan substansi dalam lebih dari 4000 halaman IEC 61158. Pekerjaanpada 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 5tahun siklus pemeliharaan khas.
Kedua Foundation Fieldbus dan Profibus teknologi sekarang umumditerapkan dalam bidang kontrol proses, baik untuk perkembangan baru danrefits utama. Pada tahun 2006, China melihat FF terbesar (Foundation Fieldbus) instalasi sistem di Nanhai dan Secco, masing-masing dengansekitar 15000 perangkat fieldbus terhubung.
IEC 61158 spesifikasi
Ada banyak teknologi yang bersaing untuk fieldbus dan harapan asli untuksatu mekanisme komunikasi terpadu tunggal belum terealisasi. Hal ini seharusnya tidak terduga karena teknologi fieldbus perlu dilaksanakansecara berbeda di aplikasi yang berbeda; fieldbus otomotif secara fungsionalberbeda dari kontrol pabrik pengolahan. Edisi terakhir dari IEC standar IEC61158 memungkinkan 8 technologies.This adalah beberapa lapisan hierarkisdari protokol otomatisasi.
IEC 61158 terdiri dari bagian-bagian berikut, di bawah judul umum Digitalkomunikasi 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
Ada banyak teknologi yang bersaing untuk fieldbus dan harapan asli untuksatu mekanisme komunikasi terpadu tunggal belum terealisasi. Hal ini seharusnya tidak terduga karena teknologi fieldbus perlu dilaksanakansecara berbeda di aplikasi yang berbeda; fieldbus otomotif secara fungsionalberbeda dari kontrol pabrik pengolahan. Edisi terakhir dari IEC standar IEC61158 memungkinkan 8 technologies.This adalah beberapa lapisan hierarkisdari protokol otomatisasi.
IEC 61158 terdiri dari bagian-bagian berikut, di bawah judul umum Digitalkomunikasi 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 samakabel dengan cara multi-turun daripada membutuhkan satu set berdedikasikabel 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 4-20koneksi mA. Fieldbus juga memberikan dasar yang baik bagi terciptanyastrategi pemeliharaan prediktif dan proaktif. Diagnostik yang tersedia dari perangkat fieldbus dapat digunakan untuk mengatasi masalah dengan perangkat sebelum menjadi masalah kritis.
Jumlah kabel yang dibutuhkan jauh lebih rendah di Fieldbus dibandingkan 4-20 instalasi mA. Hal ini karena banyak perangkat berbagi set yang samakabel dengan cara multi-turun daripada membutuhkan satu set berdedikasikabel 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 4-20koneksi mA. Fieldbus juga memberikan dasar yang baik bagi terciptanyastrategi 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 menjadisepenuhnya 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 lainmengembangkan protokol yang berkembang menjadi Profibus.
Selama tahun 1980, untuk memecahkan masalah komunikasi antara sistem kontrol yang berbeda di mobil, perusahaan Jerman Robert Bosch GmbHpertama kali dikembangkan Controller Area Network (CAN). Konsep CANadalah bahwa setiap perangkat dapat dihubungkan oleh satu set kabel, dansetiap perangkat yang terhubung secara bebas dapat bertukar data denganperangkat lain. BISA segera bermigrasi ke pasar otomatisasi pabrik (dengan banyak orang lain).
Meskipun setiap teknologi berbagi nama generik dari fieldbus berbagaifieldbus tidak mudah dipertukarkan. Perbedaan antara mereka begitumendalam 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 padamodel OSI, standar fieldbus ditentukan oleh media fisik kabel, dan lapisansatu, 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 untukkabel komunikasi. Lapisan standar data link bertanggung jawab untuksepenuhnya 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 bagaimanalapisan komunikasi data yang dihubungkan ke aplikasi yang ingin berkomunikasi. Ini menggambarkan spesifikasi pesan, implementasimanajemen 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 untukmenerapkan protokol fieldbus umum. Ini akan memerlukan seperangkatlayanan aplikasi-layer yang dapat diberikan terlepas dari-lapisan bawahrincian pelaksanaan. Meskipun sangat banyak dalam masa pertumbuhan,diharapkan protokol ini mungkin menjadi kenyataan pada tahun 2010Apakah dirancang untuk tingkat rendah komunikasi sensor atau tingkat tinggi konektivitas mesin (atau keduanya), fieldbus adalah sebuah teknologi yang memungkinkan penting bagi arsitektur kontroler terbuka
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 menjadisepenuhnya 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 lainmengembangkan protokol yang berkembang menjadi Profibus.
Selama tahun 1980, untuk memecahkan masalah komunikasi antara sistem kontrol yang berbeda di mobil, perusahaan Jerman Robert Bosch GmbHpertama kali dikembangkan Controller Area Network (CAN). Konsep CANadalah bahwa setiap perangkat dapat dihubungkan oleh satu set kabel, dansetiap perangkat yang terhubung secara bebas dapat bertukar data denganperangkat lain. BISA segera bermigrasi ke pasar otomatisasi pabrik (dengan banyak orang lain).
Meskipun setiap teknologi berbagi nama generik dari fieldbus berbagaifieldbus tidak mudah dipertukarkan. Perbedaan antara mereka begitumendalam 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 padamodel OSI, standar fieldbus ditentukan oleh media fisik kabel, dan lapisansatu, 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 untukkabel komunikasi. Lapisan standar data link bertanggung jawab untuksepenuhnya 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 bagaimanalapisan komunikasi data yang dihubungkan ke aplikasi yang ingin berkomunikasi. Ini menggambarkan spesifikasi pesan, implementasimanajemen 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 untukmenerapkan protokol fieldbus umum. Ini akan memerlukan seperangkatlayanan aplikasi-layer yang dapat diberikan terlepas dari-lapisan bawahrincian pelaksanaan. Meskipun sangat banyak dalam masa pertumbuhan,diharapkan protokol ini mungkin menjadi kenyataan pada tahun 2010Apakah 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 untukmembuat 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 pembaruandata 1 milidetik atau lebih cepat.
Fieldbuses berbeda menawarkan set berbeda fitur dan kinerja. Sulit untukmembuat 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 pembaruandata 1 milidetik atau lebih cepat.
Keamanan
Fieldbus dapat digunakan untuk sistem yang harus memenuhi standar keamanan yang relevan seperti IEC 61508 atau EN 954-1. Tergantung padaprotokol yang sebenarnya, fieldbus dapat memberikan langkah-langkahseperti counter, CRC, gema, timeout, pengirim dan penerima yang unik IDatau cross check. Ethernet / IP dan SERCOS III keduanya menggunakanprotokol CIP Keselamatan, Ethernet Powerlink menggunakan openSAFETY,sementara FOUNDATION Fieldbus dan Profibus (PROFIsafe) dapatmengatasi 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)
Fieldbus dapat digunakan untuk sistem yang harus memenuhi standar keamanan yang relevan seperti IEC 61508 atau EN 954-1. Tergantung padaprotokol yang sebenarnya, fieldbus dapat memberikan langkah-langkahseperti counter, CRC, gema, timeout, pengirim dan penerima yang unik IDatau cross check. Ethernet / IP dan SERCOS III keduanya menggunakanprotokol CIP Keselamatan, Ethernet Powerlink menggunakan openSAFETY,sementara FOUNDATION Fieldbus dan Profibus (PROFIsafe) dapatmengatasi 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)
21.24
0 komentar:
Posting Komentar