Technologia

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Technologia FOUNDATION Fieldbus.
Technologia FOUNDATION Fieldbus zawiera trzy warstwy:
•
Physical layer
•
Communication „stack”
•
User application
Na poniższym rysunku pokazano uwarstwowienie modeli: Open Systems Interconnect (OSI) i
Fieldbus.
Odpowiednikiem warstwy Physical layer jest warstwa 1 w modelu OSI. Communication satck składa
się z warstw 2 i 7 modelu OSI. Protokół Fieldbus nie używa warstw 3, 4, 5 i 6. Fiedbus Access
Sublayer (FAS) odwzorowuje Fieldbus Message Specyfication (FMS) na Data Link Layer (DLL).
1
Warstwa Fizyczna (Physical Layer)
Warstwa fizyczna jest zdefiniowana przez International Electrotechnical Commission (IEC) i
International Society of Measurement and Control (ISA).
Warstwa fizyczna otrzymuje wiadomości ze stosu komunikacyjnego (communication stack) i
przelształca je na sygnał fizyczny dla środowiska Fieldbus i odwrotnie. Konwersja zawiera dodawanie i
usuwanie znaków wstępu, separatorów startu i końca wiadomości. Sygnał Fieldbus odkodowywany
jest przez technologię Manchester Biphase-L. Sygnał ten nazywany jest „synchronicznym
szeregowym”, ponieważ informacje zegarowe są umieszczane w szeregowym strumieniu danych.
Odbiornik sygnału Fiedbus, za pomocą technologii Menchester Biphase L, interpretuje dodatnią
zmianę w połowie czasu trwania bitu (Bit time) jako logiczne „0”, a ujemną zmianę jako logiczne „1”
(rysunek poniżej).
Znaki specjalne zdefiniowane dla wstępu (preamble), separatora startu (Start Delimiter) i separatora
końca (End Delimiter) są przedstawione na rysunku poniżej.
Znaki wstępu są używane przez odbiornik do synchronizacji wewnętrznego zegara z sygnałem
pobieranym z sieci Fieldbus. Odbiornik używa separatora startu do odnalezienia początku
wiadomości. Po jego znalezieniu akceptuje dane do pojawienia się separatora końca.
2
FUNDATION Fieldbus rozróżnia dwie sieci:
- sieć H2 z szybkością 1 lub 2.5 Mbit/s
- sieć H1 z szybkością 31.25 kbit/s
Sieć H1 Fieldbus.
Komunikacja H1 Fieldbus może być użyta dla aplikacji regulacyjnych przepływu, ciśnienia, poziomu,
temperatury itp.
Urządzenia mogą być zasilane bezpośrednio z sieci fiedbus i mogą działać na okablowaniu używanym
wcześniej dla urządzeń z sygnałem wyjściowym 4-20 mA.
Instalacje H1 mogą działać w strefach iskrobezpiecznych. Jedna bariera IS musi być umieszczona
między zasilaczem w strefie bezpiecznej, a urządzeniami iskrobezpiecznymi w strefie zagrożenia.
3
Sygnał H1 Fieldbus
Specyfika sygnału komunikacyjnego 31.25 kbit/s:
Przetwornik powoduje zmiany prądu w granicach ± 10 mA z częstotliwością 31.25 kbita/s. Zmiany te,
powodują tworzenie zmodulowanego sygnału o wartości 1V na sygnale nośnym DC na rezystorze 50
ohm. Zasilanie przetwornika powinno wynosić od 9 do 32 V, jednak w przypadku istnienia barier ,
napięcie zasilania jest ograniczone przez wytrzymałość tejże bariery.
Topologia połączeń H1 Fieldbus.
Urządzenia polowe w Fieldbus Foundation mogą być podłączone na kilka różnych sposobów:
•
jednourządzenie do jednego wejścia w sterowniku - punkt do punktu;
•
kilkaurządzeń podłączonych przez odnogi do kabla głównego, podłączonego do jednego
wejścia w sterowniku;
•
kilkaurządzeń podłączonych równolegle do siebie za pomocą kabla głównego, podłączonego
do jednego wejścia w sterowniku;
•
kilkaurządzeń podłączonych do puszki połączeniowej, która jest podłączona do jednego
wejścia w sterowniku;
4
Długość kabli.
Charakterystyka kabli używanych w połączeniach między urządzeniami Fieldbus Foundation.
Typ kabla
Opis kabla
Przekrój Maksymalna długość kabla
Typ A
Skrętka dwuprzewodowa ekranowana
0.8 mm2
1900 m
Typ B
Skrętka wieloprzewodowa ekranowana
0.32 mm2
1200 m
Typ C
Skrętka wieloprzewodowa nieekranowana 0.13 mm2
400 m
Typ D Dwa nieskręcone kable we wspólnym ekranie 1.25 mm2
200 m
Rekomendowana maksymalna długość odnogi w metrach.
Ilość
urządzeń
Jedno urządzenie na
odnodze
Dwa urządzenia na
odnodze
Trzy urządzenia na
odnodze
Cztery urządzenia na
odnodze
25-32
1
1
1
1
19-24
30
1
1
1
15-18
60
30
1
1
13-14
90
60
30
1
1-12
120
90
60
30
Sieć H2 Fiedbus.
W kwietniu 1998r FOUNDATION Fieldbus ogłosiła, że przyszłością rozwoju H2 Fieldbus będzie sieć
bazująca na technologii szybkiego Ethernetu. Dodatkowe informacje znajdują się na stronie
FOUNDATION Fieldbus
www.fieldbus.org
Sieć H2 Fieldbus będzie miała zastosowanie dla zaawansowanej regulacji procesem, zdalnych wejść/
wyjść i dla szybkich aplikacji automatycznych. Chociaż standardowe urządzenia Fieldbus są
standardowo zasilane z sieci fieldbus (technika dwuprzewodowa), wiele urządzeń sieci H2 będzie
miało własne zasilanie lub będzie zasilane z odseparowanej pary przewodów w kablu( technika 4-ro
przewodowa).
Sygnał napięciowy H2.
Urządzenie nadające powoduje zmiany prądu o wartości ± 60mA z częstotliwością 1 lub 2.5 Mbit/s, co
na oporniku 75 ohm daje zmiany napięcia o wartości 9V.
5
[ Pobierz całość w formacie PDF ]