فيلد باس يك اصطلاح عام براي توصيف شبكه هاي ارتباطي ديجيتال جديد در صنايع
ميباشد. كه جايگزين سيگنالهاي آنالوگ 4-20 میلی امپر ميگردد. در اين شبكه
هاي ديجيتال انتقال اطلاعات دو جهته بوده و اطلاعات بصورت سريال منتقل
ميگردد. مي توان تجهيزات مختلفي از قبيل كنترلرها، مبدلها ، اكچويترها ،
سنسورها ونظير آنها را به شبكه متصل نمود. نصب تجهيزات در اين شبكه از
هزينه پايينتري نسبت به روشهاي ديگر برخوردار مي باشدهر وسيله داراي
فانكشنهاي ساده اي جهت تشخيص عيب ، كنترل و نگهداري خود ميباشد.
با اين تجهيزات مهندسين نه تنها قادر به ايجاد ارتباط با وسائل فيلد
باس خود را دارند بلكه قادر به ايجاد ارتباط با ساير شبكه ها نيز ميباشند.
قابليتهاي بالاي فيلدباس باعث شده كه سيستمهاي كنترل متمركز جايگزين
سيستمهاي گسترده كنترل شده و با توجه به جايگزين شدن اين تكنولوژي بجاي
سيستمهاي 4-20 میلی امپر موجود ويژگي ارسال و دريافت اطلاعات بصورت ديجيتال
باعث ارتقا كيفيت ارتباط شده است . استفاده از سيستم فيلدباس باعث كاهش
هزينه ها و افزايش راندمان ميگردد.
يك ويژگي مهم اين شبكه ها استفاده از تنها يك زوج سيم تابيده جهت اتصال
تجهيزات كنترلي به آن ميباشد. درصورتيكه در سيستمهاي آنالوگ هر ديوايس بايد
باسيمهاي مجزا به مركز كنترل مرتبط گردد. هر فيلد ديوايس مي تواند عمليات
كنترل خود و نيز تشخيص عيب و نگهداري خود را بعهده بگيرد پس مي توان نتيجه
گيري كرد كه در صورت نياز به تعمير و يا نياز به كاليبره شدن ، ديوايس مي
تواند گزارش لازم را ارسال نمايد كه اين باعث افزايش راندمان وكاهش حجم
نگهداري سيستم ميشود.
مزاياي استفاده از فيلد باس
مزاياي فيلدباس درتمام دوره زندگي
كارخانه شما مشهود ميباشد. در هنگام طراحي و نصب، در هنگام عمليات و تعمير و
نگهداري . همچنين قابليت تعويض پذيري ( Interoperability ) نيز به آنها
اضافه ميشود.
3-1- طراحي و نصبدر سيستم
فيلدباس دستگاههاي زيادي ميتوانند فقط با يك زوج سيم تابيده به يكديگر متصل
شوند. بدين معني كه به كابل و سيم كمتر ، به Safty barrier كمتر و نيز به
Marshaling box كمتر نياز بوده و در نتيجه هزينه نصب كاهش مي يابد . همچنين
اتصال چندين ديوايس به يك باس منفرد باعث كاهش ورودي/خروجي تجهيزات كنترلي
كه در برگيرنده كابينت و منبع تغذيه و Card files است ميشود.
هزينه هاي
مهندسي و نيز راه اندازي بعلت سادگي برنامه ريزي و نيز Link شدن راحت جهت
ساخت سيستم يكپارچه كنترلي در سطح Device level ، كاهش مي يابند
3-2- عمليات
با اجراي تكنولوژي فيلدباس مزاياي
عملياتي چشمگيري حاصل خواهد شد. فيلد باس اجازه ميدهد كه متغيرهاي متنوع از
هر ديوايس به سيستم اتوماسيون پروسس جهت ذخيره سازي ، آناليز ، پروسس و
تهيه گزارش ارسال شوند. اين بدين معني است كه سيكل عملياتي بهتر، ناپايداري
كمتر و كنترل بهتر خواهد شد. و همجنين با هزينه كمتر جهت كنترل در سيستم
فيلد باس شما توانايي مالي اجراي لوپهاي كنترلي كه در سيستم متعارف 4-20 mA
قابل تامين نبودند را خواهيد داشت. يعني افزايش كنترل روي تمام پروسس
مقدور ميباشد در صورتيكه فقط قبلا قادر به تامين هزينه اجراي كنترل روي
قسمتهاي بحراني بوديد.
3-3- تعمير و نگهداري
استفاده از فيلد باس
ميتواند انقلابي در عمليات تعمير و نگهداري شما ايجاد كند. اين مفهوم كه هر
ديوايس قادر به تست خود و نيز ارتباط (توسط سيستم ميكروپروسسوري خود ) با
فيلد باس را دارا ميباشد باعث ميشود كه ضريب اطمينان كارخانه و نيز زمان
تعطيلي بعلت خرابي دستگاهها شديدا كاهش يابد. شما ديگر نيازي به ارسال
تعميركار جهت چك كردن ديوايسهايي كه احتمال خرابي آنها را ميدهيد، نمي
باشيد زيرا درسيستم فيلد باس هنگام خرابي ، هر دستگاه گزارش خطا را ارسال
مي نمايد.
3-4- قابليت تعويض پذيريقابليت
تعويض پذيري به معني توانايي كار كردن با ديوايسهاي مختلف ، بدون وابستگي
به نام سازنده و نيز بدون كاهش تعداد مينيمم فانكشنها در يك سيستم ميباشد.
اين بدين معني است كه قابليت انعطاف بيشتر در انتخاب سازنده را هنگامي كه
تمام ديوايسها ميتوانند بدون مارك مشخص دركنار هم كار كنند به شما ميدهد .
4-استانداردهاي فيلد باس
امروزه استانداردهاي
متعددي براي فيلدباس وجود دارد كه هركدام از اين استانداردها توسط سازنده
هاي متفاوت در زمانهاي مختلف و نيز براي مقاصد گوناگون طراحي و بوجود آمده
اند . انتخاب فيلدباس مناسب بستگي به كاربرد آن در صنعت خاص خواهد داشت.
4-1- Profibus DP
پروتكل Profibus DP مشخص كننده
روش انتقال اطلاعات بين ايستگاههاي باس ميباشد . اطلاعات كاربر در پروتكل
ارزيابي نشده بلكه آنها در پروفايل Profibus DP مشخص ميشوند. سازنده هاي
پيشرو در ساخت درايو بصورت مشاركتي يك پروفايل بنام پروفي درايو PROFIDRIVE
را تعريف نموده اند كه در آن نحوه پارامتريزه شدن درايوها و نيز نحوه
انتقال تنظيمات درايوها و مقادير اندازه گيري شده مشخص شده اند.
4-2-LonWork
تكنولوژي فوق توسط شركت Echolon
توسعه يافته و در اكثر كاربردهاي صنعتي ، اتوماسيون ساختمانها ، كنترل
الكترونيكي و صنايع پزشكي استفاده ميشود. هدف اين فيلد باس مهيا كردن شبكه
غير وابسته به سازندگان معمول ديوايسهاي هوشمند ميباشد. در اين شبكه نياز
به طراحيMaster/Slave يا Central نبوده و گره ها در شبكه با يكديگر از طريق
پروتكل LonTalk ميتوانند ارتباط برقرار نمايند. درايوهاي شركت وكن نيز
قابليت پشتيباني كردن اين شبكه را توسط كارت Option دارا ميباشند. با اين
پروتكل ميتوان به تمامي پارامترهاي درايو دسترسي داشته ونيز ميتوان آنها را
بصورت مستقيم كنترل نمود. توسط يك زوج سيم معمولي ميتوان در اين شبكه با
سرعت 78 Kbit/s اطلاعات را انتقال داد.
4-3- Interbus-S
Interbus-S يك شبكه براي
ارتباطات سرعت بالا جهت سنسور / اكچويتورها ميباشد. توسط اين شبكه هم
ديوايسهاي I/O و هم اكچويتورهاي هوشمند مانند درايوها مي توانند كنترل
شوند. با توپولوژي Interbus-S ميتوان زمان پاسخ را زير 10 ms رساند. در اين
شبكه از سيستم رينگ استفاده شده كه در آن يك سيستم Host وجود دارد. سيستم
Host مي تواند يك PLC يا يك PC صنعتي و يا يك سيستم اتوماسيون باشد. كابل
ارتباطي ريموت از سيستم Host شروع ميشود. در اين سيستم براي مسافتهاي
طولاني بايد ازكابل باس ريموت استفاده كرد . ديوايسهايي كه به اين شبكه
متصل ميشوند بايد قابليت Repeat كردن را داشته باشند.در صورتيكه فاقد
فانكشن Repeat باشند بايدفقط در باس Local استفاده شوند. درايوهاي وكن
قابليت اتصال به اين شبكه را بصورت ديوايس با باس Remote را دارد.
Interbus-S ايده آل جهت شبكه هاي متوسط براي استفاده از درايوهاي دايناميك
ميباشد. اينترفيس اطلاعات I/O (از قبيل استارت / استاپ، تنظيم سرعت ، غيره )
و نيز اينترفيس پارامتر (از قبيل مينيمم سرعت ، زمان شتابگيري ، غيره )
توسط يك كابل باس مهيا ميشود. Interbus-S اطلاعات I/O را در يك كانال
پردازشگر اطلاعات با دايناميك مورد نظر انتقال ميدهد. كارتهاي option شركت
وكن پروفايل 21 براي فركانس كانورتورها كه توسط گروه DRIVECOM آماده شده را
پشتيباني كرده و تمامي استانداردها و فانكشنهاي استاندارد اين شبكه را
تضمين مي كند.
4-5- Modbusپروتكل Modbus يك سيستم ارتباطي
صنعتي و كنترلي توزيع شده براي PLC ، كامپيوترها ، ترمينالها و ساير
سيستمهاي مونيتورينگ و ابزارهاي كنترلي مباشد . Modbus يك پروتكل ارتباطي
به شكل Master/Slave مي باشد . Master تمام فعاليت سيستم سريال را با
انتخاب ترتيبي يك يا چند Slave كنترل ميكند. پروتكل براي كنترل يك ديوايس
Master و حداكثر 247 ديوايس Slave در يك خط مشترك ساخته شده است . براي هر
ديوايس يك آدرس در نظر گرفته شده تا بتوان آن را از ساير ديوايسهاي متصل به
خط تشخيص داد . پروتكل Modbus از تكنيك Master/Slave استفاده كرده كه در
آن تنها يك ديوايس Master ميتواند يك فرايند را آغاز كند . ساير ديوايسها (
Slave ) با آماده كردن اطلاعات خواسته شده به Master پاسخ داده ويا توسط
اجراي فانكشن خواسته شده ماموريت خود را انجام ميدهند . Master ميتواند
Slave هاي مجزايي را آدرس دهي كند و يا اينكه يك پيغام مشترك براي تمامي
Slave ها ارسال نمايد. Slave ها يك پيام پاسخ به درخواست اختصاصي خود داده
ولي به درخواست مشترك پاسخي نميدهند. درايوهاي وكن توسط يك كارت option به
شبكه Modbus متصل ميشوند . رابط فيزيكي همان استاندارد RS485 ميباشد
(ايزولاسيون نوري ) . كارت option ميتواند با يك شبكه استاندارد Modbus با
استفاده از مد RTU ارتباط برقرار كند. اين كدهاي فانكشن 1..6 و پيغامهاي
مشترك را پشتيباني ميكند. پارامترهاي خط سريال (Baud Rate ، Parity type ،
آدرس Slave ، وغيره ) توسط پانل كنترل ميتواند تغيير كند.
4-6- Device Net
Device Net يك سيستم شبكه اي
باز بر اساس پروتكل CAN ميباشد كه براي كنترل صنعتي ديوايسها طراحي شده است
كه با هزينه پايين با يكديگر ارتباط برقرار نمايند . Device Net يك مدل شي
انتزاعي مي باشد كه سرويس ارتباطي قابل دسترسي و مناسب را ارائه مينمايد و
رفتار يك گره را توصيف ميكند. اكثر ديوايسهاي كنترل صنعتي سطح پايين
امروزي بايد با هزينه پايين قابليت اتصال مستقيم به شبكه را داشته باشند .
Device Net با توجه به تعريف يك سيستم Master/Slave جوابگوي اين نياز
ميباشد. درايوهاي وكن توسط كارت option ميتواند به اين شبكه وصل شود. درايو
توسط سيستم
فيلد باس قابل پياده سازي شدن بر روي تاسيسات جديد و همچنين بر روي
تاسيسات موجود است كه در آنها باعث افزايش كيفيت و كميت محصولات مي گردد.
با پياده سازي يك سيستم فيلد باس امروزه ، ارگانها قادر خواهند بود جايگاه
خود را در رقابت امروزه و چه در آينده بهبود ببخشند . درايوها امروزه نقش
غير قابل انكاري در خطوط توليد اتوماتيك دارند. درايوها به اين نوع خطوط
انعطاف ميدهند . همينطور آنها قادرند در صرفه جوئي انرژي نقش مؤثري بازي
كنند. درايوهاي پيشرفته از جمله درايوهاي وكن فيلدباسهاي متداول دنيا را
پشتيباني ميكنند