ฟิลด์บัส

Fieldbus เป็นระบบการสื่อสารปฏิวัติวงการที่ออกแบบมาเพื่ออำนวยความสะดวกในการแลกเปลี่ยนข้อมูลและควบคุมกระบวนการในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม แตกต่างจากการเดินสายแบบจุดต่อจุดแบบดั้งเดิมที่อุปกรณ์แต่ละชิ้นเชื่อมต่อแยกกันกับตัวควบคุมส่วนกลาง Fieldbus ช่วยให้อุปกรณ์หลายตัวสามารถแชร์ช่องทางการสื่อสารร่วมกัน เพิ่มประสิทธิภาพและลดความซับซ้อนในการเดินสาย

ประวัติความเป็นมาของ Fieldbus และการกล่าวถึงครั้งแรก

แนวคิดของ Fieldbus ย้อนกลับไปในช่วงต้นทศวรรษ 1970 เมื่อความต้องการระบบการสื่อสารที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมได้รับการยอมรับ ในปี 1979 กลุ่มผู้นำในอุตสาหกรรมได้ก่อตั้ง Fieldbus Study Group (FSG) เพื่อสำรวจแนวคิดนี้เพิ่มเติม คำว่า "Fieldbus" ถูกนำมาใช้อย่างเป็นทางการในปี 1985 เมื่อ FSG กลายเป็นมูลนิธิ Fieldbus ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา เทคโนโลยี Fieldbus ก็มีการพัฒนาและแพร่หลาย โดยเปลี่ยนภูมิทัศน์ของระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม

ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับ Fieldbus ขยายหัวข้อ Fieldbus

เทคโนโลยี Fieldbus ทำงานบนเครือข่ายการสื่อสารแบบอนุกรมแบบดิจิทัล ช่วยให้อุปกรณ์ต่างๆ เช่น เซ็นเซอร์ แอคทูเอเตอร์ ตัวควบคุม และอุปกรณ์ภาคสนามอื่นๆ สามารถสื่อสารระหว่างกันและระบบควบคุมส่วนกลางได้ Fieldbus แตกต่างจากระบบอะนาล็อกตรงที่ถ่ายโอนข้อมูลในรูปแบบดิจิทัล จึงมั่นใจได้ถึงความแม่นยำและความน่าเชื่อถือที่มากขึ้น

หลักการพื้นฐานของ Fieldbus เป็นไปตามมาตรฐานการสื่อสารแบบเปิด ซึ่งส่งเสริมการทำงานร่วมกันระหว่างอุปกรณ์จากผู้ผลิตหลายราย มาตรฐานแบบเปิดเหล่านี้ช่วยให้ผู้ใช้สามารถสร้างระบบอัตโนมัติที่ยืดหยุ่นและปรับขนาดได้ ซึ่งช่วยลดการพึ่งพาโซลูชันที่เป็นกรรมสิทธิ์

เทคโนโลยี Fieldbus หลักสองประเภท ได้แก่:

1. ดีไวซ์เน็ต: DeviceNet ใช้เป็นหลักในระบบอัตโนมัติในโรงงาน โดยใช้โปรโตคอล Controller Area Network (CAN) และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมต่อเซ็นเซอร์และแอคชูเอเตอร์กับตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ (PLC)

2. โปรไฟบัส: เทคโนโลยี Fieldbus ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย Profibus ใช้การผสมผสานระหว่างมาตรฐาน RS-485 และ IEC 61158 รองรับการใช้งานทั้งแบบแยกส่วนและแบบอัตโนมัติของกระบวนการ ให้การสื่อสารความเร็วสูงและความทนทาน

โครงสร้างภายในของฟิลด์บัส ฟิลด์บัสทำงานอย่างไร

หัวใจสำคัญของระบบ Fieldbus คือโปรโตคอลการสื่อสาร ซึ่งกำหนดวิธีการส่งและตีความข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ โครงสร้างภายในของระบบ Fieldbus ประกอบด้วยองค์ประกอบสำคัญหลายประการ:

1. อุปกรณ์ภาคสนาม: เหล่านี้คือเซ็นเซอร์ แอคชูเอเตอร์ และอุปกรณ์อื่นๆ ที่เชื่อมต่อโดยตรงกับกระบวนการทางกายภาพในโรงงานหรือโรงงานอุตสาหกรรม

2. โมดูลอินเทอร์เฟซฟิลด์บัส: หรือที่เรียกว่าเกตเวย์ โมดูลนี้ทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมระหว่างเครือข่าย Fieldbus และระบบควบคุมส่วนกลาง

3. เคเบิลฟิลด์บัส: สื่อทางกายภาพที่ข้อมูลส่งผ่านระหว่างอุปกรณ์ สายเคเบิล Fieldbus ได้รับการออกแบบให้ทนทานต่อสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมที่รุนแรง

4. พาวเวอร์ซัพพลาย: โดยทั่วไประบบ Fieldbus จะจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ภาคสนามผ่านสายเคเบิลสื่อสาร ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการเดินสายไฟแยกกัน

การทำงานของระบบ Fieldbus เกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนข้อมูลแบบวนระหว่างตัวควบคุมส่วนกลางและอุปกรณ์ภาคสนาม อุปกรณ์แต่ละเครื่องบนเครือข่ายมีที่อยู่ที่ไม่ซ้ำกัน และผู้ควบคุมจะสื่อสารกับอุปกรณ์เหล่านั้นโดยใช้ที่อยู่นี้ การแลกเปลี่ยนข้อมูลแบบวนนี้ช่วยให้สามารถติดตามและควบคุมกระบวนการแบบเรียลไทม์ เพิ่มประสิทธิภาพและเวลาตอบสนองได้อย่างเหมาะสม

การวิเคราะห์คุณสมบัติที่สำคัญของ Fieldbus

Fieldbus นำเสนอคุณสมบัติสำคัญหลายประการที่ทำให้เป็นตัวเลือกที่ต้องการในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม:

1. ลดความซับซ้อนของการเดินสายไฟ: Fieldbus ขจัดความจำเป็นในการเดินสายแบบจุดต่อจุด ช่วยลดเวลาและต้นทุนในการติดตั้งได้อย่างมาก

2. การทำงานร่วมกัน: มาตรฐานแบบเปิดรับประกันความเข้ากันได้ระหว่างอุปกรณ์จากผู้ผลิตหลายราย ส่งเสริมระบบนิเวศอัตโนมัติที่หลากหลายและยืดหยุ่น

3. การสื่อสารแบบเรียลไทม์: การแลกเปลี่ยนข้อมูลแบบวนช่วยให้สามารถตรวจสอบและควบคุมได้แบบเรียลไทม์ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่ต้องคำนึงถึงเวลา

4. ความสามารถในการวินิจฉัย: ระบบ Fieldbus ให้ข้อมูลการวินิจฉัยโดยละเอียด ช่วยในการแก้ไขปัญหาและบำรุงรักษาอย่างรวดเร็ว

ประเภทของ Fieldbus และคุณลักษณะของพวกเขา

วิธีใช้ Fieldbus ปัญหาและแนวทางแก้ไขที่เกี่ยวข้องกับการใช้งาน

วิธีใช้ Fieldbus:

1. การควบคุมกระบวนการ: Fieldbus ช่วยให้สามารถสื่อสารได้อย่างราบรื่นระหว่างเครื่องมือในกระบวนการ ตัวควบคุม และแอคทูเอเตอร์ ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการควบคุมกระบวนการ

2. ระบบอัตโนมัติในโรงงาน: ในระบบอัตโนมัติในโรงงาน Fieldbus ช่วยลดความยุ่งยากในการรวมอุปกรณ์ นำไปสู่การปรับปรุงกระบวนการผลิตให้เหมาะสมและลดเวลาหยุดทำงาน

3. I/O แบบกระจาย: Fieldbus อนุญาตให้ใช้ระบบอินพุต/เอาท์พุต (I/O) แบบกระจาย ลดการเดินสายเคเบิลและเพิ่มความยืดหยุ่นของระบบ

ปัญหาและแนวทางแก้ไขที่เกี่ยวข้องกับการใช้ Fieldbus:

1. เวลาแฝงและความล่าช้า: ในเครือข่ายขนาดใหญ่ เวลาแฝงที่มากเกินไปอาจเกิดขึ้นได้ การใช้โปรโตคอล Fieldbus ความเร็วสูงและการลดภาระเครือข่ายให้เหลือน้อยที่สุดสามารถช่วยบรรเทาปัญหานี้ได้

2. การรบกวนของอีเอ็มไอ: การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) สามารถรบกวนการสื่อสารของ Fieldbus ได้ แนวทางปฏิบัติในการป้องกันสายเคเบิลและการต่อสายดินที่เหมาะสมสามารถแก้ไขปัญหานี้ได้

3. ความเข้ากันได้ของอุปกรณ์: อุปกรณ์จากผู้ผลิตหลายรายอาจมีระดับความเข้ากันได้ที่แตกต่างกัน การจัดลำดับความสำคัญของอุปกรณ์ที่ได้รับการรับรองโดย Fieldbus Foundation สามารถบรรเทาความกังวลเรื่องความเข้ากันได้ได้

ลักษณะสำคัญและการเปรียบเทียบอื่น ๆ ที่มีคำคล้ายคลึงกัน

มุมมองและเทคโนโลยีแห่งอนาคตที่เกี่ยวข้องกับ Fieldbus

เมื่อเทคโนโลยีพัฒนาไป Fieldbus ก็คาดว่าจะปรับปรุงต่อไป โดยนำเสนอความเร็วในการรับส่งข้อมูลที่สูงขึ้น มาตรการรักษาความปลอดภัยที่ได้รับการปรับปรุง และการสนับสนุนที่เพิ่มขึ้นสำหรับการบูรณาการ IoT ความก้าวหน้าในโซลูชัน Fieldbus ไร้สายอาจปรับปรุงกระบวนการอัตโนมัติให้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น และเปิดใช้งานการสื่อสารในสภาพแวดล้อมระยะไกลหรือที่ท้าทาย

วิธีการใช้หรือเชื่อมโยงกับพร็อกซีเซิร์ฟเวอร์กับ Fieldbus

พร็อกซีเซิร์ฟเวอร์มีบทบาทสำคัญในการรักษาความปลอดภัยและเพิ่มประสิทธิภาพการสื่อสาร Fieldbus ด้วยการทำหน้าที่เป็นสื่อกลางระหว่างเครือข่าย Fieldbus และช่องทางการสื่อสารภายนอก พร็อกซีเซิร์ฟเวอร์สามารถ:

1. เพิ่มความปลอดภัย: พร็อกซีเซิร์ฟเวอร์สามารถช่วยปกป้องเครือข่าย Fieldbus จากภัยคุกคามภายนอก ซึ่งทำหน้าที่เป็นอุปสรรคต่อการเข้าถึงโดยไม่ได้รับอนุญาต

2. แคชและเพิ่มประสิทธิภาพข้อมูล: พร็อกซีเซิร์ฟเวอร์สามารถแคชข้อมูลที่ร้องขอบ่อยครั้ง ลดภาระบนเครือข่าย Fieldbus และปรับปรุงเวลาตอบสนอง

3. กรองการรับส่งข้อมูล: พร็อกซีเซิร์ฟเวอร์สามารถกรองการรับส่งข้อมูลขาเข้าและขาออก เพื่อให้มั่นใจว่าอนุญาตเฉพาะการสื่อสารที่ถูกต้องบนเครือข่าย Fieldbus

ลิงก์ที่เกี่ยวข้อง

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Fieldbus คุณสามารถสำรวจแหล่งข้อมูลต่อไปนี้:

1. เว็บไซต์อย่างเป็นทางการของมูลนิธิ Fieldbus
2. โปรไฟบัส อินเตอร์เนชั่นแนล
3. ภาพรวม DeviceNet