Foundation Fieldbus
🟦 مطلب آموزشی
فاندیشن فیلدباس (Foundation Fieldbus) - مرجع مهندسی
خلاصه: یک سامانه ارتباطی دیجیتال صنعتی در سطح فیلد مطابق استانداردهای IEC 61158 و IEC 61784 که برای اتوماسیون فرایند طراحی شده و امکان اجرای کنترل توزیعشده بین تجهیزات میدانی را فراهم میکند.
موضوعات مرتبط: شبکههای صنعتی، اتوماسیون صنعتی، ابزار دقیق، DCS، فیلدباس
سطح مطلب: مرجع مهندسی / فوق تخصصی
نویسنده: تیم تحریریه لاله زار آنلاین
فاندیشن فیلدباس (Foundation Fieldbus یا FF) یک پروتکل ارتباطی دیجیتال صنعتی از خانواده فیلدباس است که برای اتصال تجهیزات میدانی در سیستم کنترل توزیعشده (DCS) و سامانههای اتوماسیون فرایندی طراحی شده است. این فناوری به تجهیزات میدانی مانند ترانسمیترها، کنترل ولوها و سنسورها اجازه میدهد تا علاوه بر تبادل داده، بخشی از منطق کنترل را نیز اجرا کنند.
بر خلاف بسیاری از شبکههای صنعتی که کنترل را در یک کنترلر مرکزی متمرکز میکنند، در فاندیشن فیلدباس امکان کنترل توزیعشده در سطح فیلد وجود دارد. این ویژگی باعث افزایش قابلیت اطمینان، کاهش سیمکشی و بهبود تشخیص خطا در سامانههای کنترل فرایند میشود.
ساختار و معماری
فاندیشن فیلدباس از معماری ارتباطی چندلایه استفاده میکند که شامل لایه فیزیکی، لایه پیوند داده و لایه کاربرد است. این معماری به گونهای طراحی شده که امکان ارتباط پایدار و زمانبندیشده بین تجهیزات صنعتی را فراهم کند.
در این سیستم، تجهیزات میتوانند نقشهای مختلفی داشته باشند، از جمله:
- Link Active Scheduler (LAS) برای زمانبندی ارتباطات
- Basic Device برای اجرای توابع ساده
- Link Master برای مدیریت بخشی از شبکه
کنترل فرایند در فاندیشن فیلدباس با استفاده از ساختار Functional Blocks انجام میشود که میتوانند در داخل تجهیزات میدانی اجرا شوند.
انواع فاندیشن فیلدباس
این فناوری در دو نوع اصلی پیادهسازی میشود:
Foundation Fieldbus H1
یک شبکه فیلدباس با سرعت 31.25 kbps که برای ارتباط مستقیم با تجهیزات میدانی طراحی شده است. این شبکه معمولاً روی همان کابل تغذیه ابزار دقیق اجرا میشود و از توپولوژی باس یا شاخهای پشتیبانی میکند.
ویژگیها:
- ارتباط دیجیتال دوطرفه
- امکان تغذیه تجهیزات از طریق همان کابل
- مناسب برای محیطهای صنعتی و مناطق خطرناک
- پشتیبانی از کنترل توزیعشده
Foundation Fieldbus HSE
نسخه High Speed Ethernet این فناوری است که برای ارتباط در سطح بالاتر شبکه کنترل استفاده میشود.
ویژگیها:
- مبتنی بر اترنت صنعتی
- سرعت بسیار بالاتر نسبت به H1
- ارتباط بین کنترلرها، سرورها و سیستمهای نظارتی
مزایا
استفاده از فاندیشن فیلدباس مزایای متعددی در سامانههای کنترل صنعتی دارد:
- کاهش قابل توجه سیمکشی
- افزایش قابلیت تشخیص و عیبیابی تجهیزات
- امکان اجرای کنترل در سطح تجهیزات فیلد
- افزایش قابلیت اطمینان سیستم
- تبادل دادههای تشخیصی و نگهداری پیشبینانه
مقایسه با سایر فیلدباسها
فاندیشن فیلدباس در مقایسه با برخی شبکههای صنعتی دیگر مانند پروفیباس یا HART ویژگیهای متفاوتی دارد.
در حالی که بسیاری از پروتکلها تنها برای تبادل داده طراحی شدهاند، فاندیشن فیلدباس امکان اجرای الگوریتمهای کنترلی در داخل تجهیزات میدانی را فراهم میکند. این ویژگی باعث میشود وابستگی سیستم به کنترلر مرکزی کاهش یابد.
کاربردها
فاندیشن فیلدباس عمدتاً در صنایع فرایندی استفاده میشود، از جمله:
- صنایع نفت و گاز
- پتروشیمی
- نیروگاهها
- صنایع شیمیایی
- صنایع دارویی
در این صنایع نیاز به ارتباط پایدار، قابلیت اطمینان بالا و مدیریت پیشرفته تجهیزات میدانی وجود دارد.
استانداردها
فاندیشن فیلدباس مطابق با استانداردهای بینالمللی زیر تعریف شده است:
- IEC 61158
- IEC 61784
این استانداردها مشخصات لایههای ارتباطی، پروتکل تبادل داده و سازگاری تجهیزات را تعریف میکنند.
جستارهای وابسته
منابع
- FieldComm Group – Foundation Fieldbus Specifications
- IEC 61158 Industrial communication networks
- IEC 61784 Industrial communication profiles
