فیلدباس

Fieldbus یک سیستم ارتباطی انقلابی است که برای تسهیل تبادل داده و فرآیندهای کنترل در اتوماسیون صنعتی طراحی شده است. برخلاف سیم‌کشی نقطه به نقطه سنتی، که در آن دستگاه‌های جداگانه به یک کنترل‌کننده مرکزی متصل می‌شوند، Fieldbus چندین دستگاه را قادر می‌سازد تا یک کانال ارتباطی مشترک را به اشتراک بگذارند، کارایی را بهینه کرده و پیچیدگی‌های سیم‌کشی را کاهش می‌دهند.

تاریخچه پیدایش فیلدباس و اولین ذکر آن.

مفهوم Fieldbus به اوایل دهه 1970 برمی گردد، زمانی که نیاز به یک سیستم ارتباطی کارآمدتر در اتوماسیون صنعتی تشخیص داده شد. در سال 1979، گروهی از رهبران صنعت، گروه مطالعاتی فیلدباس (FSG) را برای بررسی بیشتر این مفهوم تشکیل دادند. اصطلاح "Fieldbus" به طور رسمی در سال 1985 هنگامی که FSG به بنیاد Fieldbus تبدیل شد، معرفی شد. از آن زمان، فن‌آوری‌های Fieldbus تکامل یافته و تکثیر شده‌اند و چشم‌انداز اتوماسیون صنعتی را دگرگون کرده‌اند.

اطلاعات دقیق در مورد Fieldbus. گسترش موضوع فیلدباس

فناوری فیلدباس بر روی یک شبکه ارتباطی دیجیتالی و سریالی کار می‌کند و به دستگاه‌هایی مانند حسگرها، محرک‌ها، کنترل‌کننده‌ها و سایر دستگاه‌های میدانی اجازه می‌دهد با یکدیگر و سیستم کنترل مرکزی ارتباط برقرار کنند. برخلاف سیستم‌های آنالوگ، Fieldbus داده‌ها را در قالب دیجیتال انتقال می‌دهد و دقت و اطمینان بیشتری را تضمین می‌کند.

اصول بنیادی Fieldbus بر اساس استانداردهای ارتباط باز است که قابلیت همکاری بین دستگاه‌های تولیدکنندگان مختلف را تقویت می‌کند. این استانداردهای باز کاربران را قادر می سازد تا سیستم های اتوماسیون انعطاف پذیر و مقیاس پذیر بسازند و وابستگی به راه حل های اختصاصی را کاهش دهند.

دو نوع اصلی از فناوری های فیلدباس عبارتند از:

1. DeviceNetDeviceNet که عمدتاً در اتوماسیون کارخانه استفاده می شود، از پروتکل شبکه کنترل کننده (CAN) استفاده می کند و برای اتصال سنسورها و محرک ها به کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) مناسب است.

2. پروفیباس: یک فناوری پرکاربرد Fieldbus، Profibus از ترکیبی از استانداردهای RS-485 و IEC 61158 استفاده می کند. این برنامه هم به برنامه های اتوماسیون گسسته و هم پردازشی پاسخ می دهد و ارتباطات با سرعت بالا و استحکام را ارائه می دهد.

ساختار داخلی فیلدباس نحوه کار فیلدباس

در قلب سیستم فیلدباس، پروتکل ارتباطی قرار دارد که نحوه انتقال و تفسیر داده ها را بین دستگاه ها تعریف می کند. ساختار داخلی یک سیستم فیلدباس شامل چندین جزء کلیدی است:

1. دستگاه های میدانی: اینها حسگرها، محرک‌ها و سایر دستگاه‌هایی هستند که مستقیماً با فرآیندهای فیزیکی در کف کارخانه یا کارخانه صنعتی ارتباط دارند.

2. ماژول رابط فیلدباس: این ماژول که به عنوان دروازه نیز شناخته می شود، به عنوان پلی بین شبکه فیلدباس و سیستم کنترل مرکزی عمل می کند.

3. کابل فیلدباس: رسانه فیزیکی که داده ها از طریق آن بین دستگاه ها حرکت می کنند. کابل های فیلدباس برای مقاومت در برابر محیط های صنعتی خشن طراحی شده اند.

4. منبع تغذیه: سیستم های فیلدباس معمولاً از طریق خود کابل ارتباطی برق را به دستگاه های میدانی می دهند و نیاز به سیم کشی برق جداگانه را کاهش می دهند.

کار یک سیستم فیلدباس شامل تبادل چرخه ای داده بین کنترل کننده مرکزی و دستگاه های میدانی است. هر دستگاه در شبکه دارای یک آدرس منحصر به فرد است و کنترلر با استفاده از این آدرس با آنها ارتباط برقرار می کند. این تبادل چرخه ای داده اجازه نظارت و کنترل در زمان واقعی فرآیندها، بهینه سازی کارایی و زمان پاسخ را می دهد.

تجزیه و تحلیل ویژگی های کلیدی Fieldbus.

Fieldbus چندین ویژگی کلیدی را ارائه می دهد که آن را به یک انتخاب ترجیحی در اتوماسیون صنعتی تبدیل می کند:

1. کاهش پیچیدگی سیم کشی: Fieldbus نیاز به سیم کشی نقطه به نقطه را از بین می برد و زمان نصب و هزینه را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.

2. قابلیت همکاری: استانداردهای باز سازگاری بین دستگاه‌های تولیدکنندگان مختلف را تضمین می‌کنند و یک اکوسیستم اتوماسیون متنوع و انعطاف‌پذیر را ارتقا می‌دهند.

3. ارتباط بلادرنگ: تبادل چرخه ای داده، نظارت و کنترل در زمان واقعی را امکان پذیر می کند، که برای فرآیندهای صنعتی حساس به زمان بسیار مهم است.

4. قابلیت های تشخیصی: سیستم های فیلدباس اطلاعات دقیق تشخیصی را ارائه می دهند و به عیب یابی و تعمیر و نگهداری سریع کمک می کنند.

انواع فیلدباس و ویژگی های آنها

راه های استفاده از Fieldbus، مشکلات و راه حل های مربوط به استفاده

راه های استفاده از Fieldbus:

1. کنترل فرایند: Fieldbus ارتباط یکپارچه بین ابزارهای فرآیند، کنترل‌کننده‌ها و محرک‌ها را امکان‌پذیر می‌کند و کارایی کنترل فرآیند را بهبود می‌بخشد.

2. اتوماسیون کارخانه: در اتوماسیون کارخانه، Fieldbus یکپارچه سازی دستگاه را ساده می کند و منجر به بهینه سازی فرآیندهای تولید و کاهش زمان خرابی می شود.

3. I/O توزیع شده: Fieldbus به سیستم های ورودی/خروجی (I/O) توزیع شده اجازه می دهد، کابل کشی را کاهش داده و انعطاف پذیری سیستم را افزایش می دهد.

مشکلات و راه حل های مربوط به استفاده از Fieldbus:

1. تاخیر و تاخیر: در شبکه های بزرگ، تاخیر بیش از حد ممکن است رخ دهد. استفاده از پروتکل های پرسرعت Fieldbus و به حداقل رساندن بار شبکه می تواند به کاهش این مشکل کمک کند.

2. تداخل EMI: تداخل الکترومغناطیسی (EMI) می تواند ارتباط فیلدباس را مختل کند. محافظ کابل و روش های اتصال به زمین می تواند این مشکل را برطرف کند.

3. سازگاری دستگاه: دستگاه های سازنده های مختلف ممکن است سطوح مختلفی از سازگاری داشته باشند. اولویت بندی دستگاه های تایید شده توسط بنیاد فیلدباس می تواند نگرانی های مربوط به سازگاری را کاهش دهد.

ویژگی های اصلی و مقایسه های دیگر با اصطلاحات مشابه.

دیدگاه ها و فناوری های آینده مربوط به Fieldbus.

با پیشرفت فناوری، انتظار می رود Fieldbus به بهبود خود ادامه دهد و سرعت انتقال داده بالاتر، اقدامات امنیتی پیشرفته و افزایش پشتیبانی از یکپارچه سازی اینترنت اشیا را ارائه دهد. پیشرفت‌ها در راه‌حل‌های Fieldbus بی‌سیم ممکن است فرآیندهای اتوماسیون را ساده‌تر کرده و ارتباطات را در محیط‌های راه دور یا چالش‌برانگیز امکان‌پذیر کند.

چگونه می توان از سرورهای پروکسی استفاده کرد یا با Fieldbus مرتبط شد.

سرورهای پروکسی می توانند نقش مهمی در ایمن سازی و بهینه سازی ارتباطات فیلدباس ایفا کنند. با عمل به عنوان واسطه بین شبکه فیلدباس و کانال های ارتباطی خارجی، سرورهای پروکسی می توانند:

1. افزایش امنیت: سرورهای پروکسی می توانند به محافظت از شبکه Fieldbus در برابر تهدیدات خارجی کمک کنند و به عنوان مانعی در برابر دسترسی های غیرمجاز عمل کنند.

2. کش و بهینه سازی داده ها: سرورهای پروکسی می‌توانند داده‌های درخواستی مکرر را در حافظه پنهان ذخیره کنند، بار شبکه Fieldbus را کاهش داده و زمان پاسخگویی را بهبود می‌بخشند.

3. فیلتر ترافیک: سرورهای پروکسی می توانند ترافیک ورودی و خروجی را فیلتر کنند و اطمینان حاصل کنند که فقط ارتباطات قانونی در شبکه Fieldbus مجاز است.

لینک های مربوطه

برای اطلاعات بیشتر در مورد Fieldbus، می توانید منابع زیر را بررسی کنید:

1. وب سایت رسمی بنیاد فیلدباس
2. Profibus International
3. نمای کلی DeviceNet