Кіріспе

Fieldbus Foundation – халықаралық, өзара сәйкес келетін бір ғана fieldbus стандартына бағытталған ұйым. Ол 1994 жылдың қыркүйегінде WorldFIP Солтүстік Америка және Interoperable Systems Project (ISP) бірлесуі нәтижесінде құрылды. Fieldbus Foundation – коммерциялық емес консорциум, құрамында процестерді басқару және өндірісті автоматтандыру өнімдерін өндіретін және пайдаланатын 350-ден астам әлемдік жеткізушілер мен тұтынушылар бар. Бұл компаниялар IEC/ISA/FDI және басқа да fieldbus стандарттарын әзірлеуге бірлесіп үлес қосты. Жекеменшік желілік протоколдардан өзгеше, Foundation Fieldbus ешбір компанияға тиесілі емес, ол Халықаралық стандарттау ұйымының Open Systems Interconnection (OSI/ISO) жеті қабатты коммуникациялық моделіне негізделген ашық, өзара сәйкес келетін [fieldbus] болып табылады. Ұйымның спецификациясы Instrumentation, Systems, and Automation Society (ISA) және Халықаралық электротехникалық комиссия (IEC) ресми түрде бекіткен SP50 стандарттар жобасымен үйлесімді. Құрылғаннан бастап Fieldbus Foundation аймақтық және халықаралық стандарттарға негізделген fieldbus цифрлық коммуникациясын және интеграцияланған жүйелік архитектураны дамытуда жетекші рөл атқарды. Ұйымның тарихы өсумен және жетістіктермен толы болды, өйткені fieldbus негізіндегі басқару шешімдері жаһандық автоматтандыру нарығында кеңінен қабылдауға ие болды.

Технологияның пайда болуы

1980 жылдары далалық құрылғылар үшін цифрлық байланыс стандартын әзірлеуге көп күш жұмсалды. ИСА-ның SP50 комитетінің мүшелеріне техникалық талаптарды анықтағандары және цифрлық өрістік автобус үшін келісімге келгені үшін алғыс айту қажет. Осы уақыт аралығында, жетекші процестерді басқару бойынша өндірушілер өздерінің жекеменшік цифрлық байланыс стандарттарын жасауға кірісті. Бұл көптеген әрекеттердің нәтижесінде бір-бірімен бәсекелесетін бірнеше протоколдар пайда болды, олардың ешқайсысы бірімен-бірі үйлесімді болмады.

Өнеркәсіптегі консенсус

1994 жылдың соңында далалық автобустардың дамуы жаңа, үміт беретін бағытқа бұрылды. Екі параллельді жеткізуші консорциумы – InterOperable Systems Project (ISP) және WorldFIP North America – Fieldbus Foundation құру үшін бірікті. Жаңа ұйым халықаралық деңгейде қабылданған далалық автобус стандартын қалыптастыруға қажетті күшті бірден жинады. Foundation даму бағдарламаларын ұйымдастырды, сынақтар жүргізді және далалық автобус құрылғыларын сынау және тіркеу бойынша ең қатаң бағдарламаны енгізді. Өндірушілер, соңғы пайдаланушылар, академиялық мекемелер және басқа да мүдделі тараптар Fieldbus Foundation мүшелеріне айналып, Foundation Fieldbus деп аталатын ашық, меншік құқығы жоқ техникалық ережелерді жасады. Бұл жетілдірілген цифрлық байланыс шешімі деректерді дұрыс беру және өңдеу маңызды болатын миссиялық маңызы бар басқару жүйелерін қолдау үшін бастапқыда жоспарланды. Foundation технологиясы үйлесімсіз желілер мен жүйелерді ақпаратты интеграциялау және таратылған, нақты уақыт режимінде басқару үшін ашық, толық интеграцияланған архитектурамен алмастыру мақсатымен жасалды. Foundation технологиясының арқасында пайдаланушылар бірыңғай жүйелік архитектура мен өсімдіктердегі операциялардың жоғары жылдамдықты магистраліне негізделген тығыз интеграцияланған цифрлық басқаруды іске асыруға қол жеткізді. Бұл, өз кезегінде, құрылғылар мен жүйе бөлімшелерінің өзара үйлесімділігіне бұрынғы шектеулерді жойды.

Қауіпсіздікке арналған құралдармен жабдықталған функцияларды (SIF) дамыту қоры

Fieldbus Foundation's Foundation for SIF даму жобасы 2003 жылдың соңында өзінің алғашқы маңызды табысын жеткізді – TÜV Rheinland Industrie Service GmbH, Automation, Software and Information Technology, әлемдік, тәуелсіз және аккредиттелген сынақ агенттігі жалпы жүйелік тұжырымдаманы мақұлдады. 2006 жылдың басында Foundation TÜV өзінің далалық шина спецификациялары үшін протоколдық типтік мақұлдау бергенін хабарлады. TÜV типтік мақұлдауы Foundation технологиясын қолданатын, стандарттарға негізделген коммерциялық қауіпсіздік құралдарына өсіп келе жатқан әлемдік сұранысты қанағаттандыруға көмектеседі. Foundation for SIF технологиясы электрлік, электрондық және бағдарламаланатын электрондық қауіпсіздікке қатысты жүйелердің функционалдық қауіпсіздігі үшін IEC 61508 стандартының қатаң талаптарына сай келеді, оның ішінде қауіпсіздік деңгейі (SIL) 3 деңгейіне дейін. Бұдан өзге, соңғы пайдаланушылар SIF функционалдық қауіпсіздігін қамтитын IEC 61511 стандартына сәйкес жүйелер құра алады (IEC 61511 стандарты ANSI/ISA 84.00.01 2004 стандарты ретінде де қолжетімді). NAMUR (Германия) және JEMIMA (Жапония) сияқты халықаралық пайдаланушылар қауымдастықтары Foundation технологиясын қолдап, спецификацияны әзірлеуге көмектескен пайдаланушылар қоғамдастығынан түйінделген ақпарат ұсынды. Негізгі халықаралық өнеркәсіптік ұйымдардың мақұлдауы мен қолдауы пайдаланушыларға Foundation басқару шешімдеріне салған инвестициялары танылған әлемдік стандарттарға негізделгендігіне сенімділік сыйлады.

Қашықтан басқару операцияларын басқару қоры (ROM)

Процестерді автоматтандыру саласындағы ең қарқынды дамитын сегменттердің бірі – қашықтықтан басқару. Атамасынан көрініп тұрғандай, қашықтықтан басқару – персоналды жіберу қиын немесе мүмкін емес болған шалқар географиялық жерлерде орналасқан немесе тараған автоматтандыру активтерін басқаруды білдіреді. Бұл тек алыс теңіздегі мұнай платформалары мен мұнай және газ құбырларымен ғана шектелмейді. Оған цистерналар парктері мен терминалдар, су және сарқынды суларды тазарту объектілері, сондай-ақ автоматтандыру активтеріне қашықтықтан қол жеткізуді қажет ететін кез келген сала немесе қолданба да кіруі мүмкін. Foundation for Remote Operations Management (ROM) – бұл Foundation Fieldbus спецификациясына сымсыз және сымды инфрақұрылымды қашық активтер мен қолданбалар үшін ұсынатын технологиялар мен қосымшалар жиынтығы. Foundation for ROM сымсыз және қашық I/O құрылғыларындағы ақпаратқа және диагностикаға тікелей қол жеткізуді қамтамасыз етеді. Керісінше, Foundation for ROM осы құрылғылардан алынған деректерді Foundation Fieldbus ортасына деректерді басқару және сапасын қамтамасыз ету үшін жіберуге мүмкіндік береді. Foundation Fieldbus – бұл тек коммуникациялық протокол ғана емес. Пайдаланушы деңгейі деректерді басқарудың икемділігі мен стандартталуының барлық түрлерін қамтамасыз етеді және ол процестерді автоматтандыру талаптарына негізделген. Foundation for Remote Operations Management (Қашықтықтан операцияларды басқару қоры) – бұл дәстүрлі қашық I/O-дан ISA 100.11a және WirelessHART™ стандарттарына дейінгі көптеген сымсыз және сымды желілерді интеграциялауға ашық жол ұсынады және құрылғы туралы ақпаратқа және диагностикаға тікелей қол жеткізуді қамтамасыз етеді. Ол Foundation Fieldbus-тің ауқымын және мүмкіндіктерін кеңейтеді, оның коммуникациялық технологиясына қарамастан, зауыттың көптеген құрылғыларын қамтиды.

Қашықтан I/O интеграциясы

RIO деп аталатын дәстүрлі сымды қашықтан I/O және сымды HART интерфейсі 2007 жылы қолданысқа енгізілді. HSE қашықтан I/O (HSE RIO) спецификациясы соңғы пайдаланушыларға HSE жоғары жылдамдықты далалық автобусы арқылы далалық автобустың хост жүйесіндегі жоғары дерек көлеміне ие құрылғыларға тікелей қол жеткізуге мүмкіндік береді. Қашықтан I/O спецификациясы барлық түрдегі дәстүрлі I/O-ны оңай далалық автобус ортасына енгізуге мүмкіндік береді. Бұл шешім дискретті кіріс, дискретті шығыс, аналогты кіріс, аналогты шығыс және Foundation H1-ді жалпы Ethernet желісі арқылы қолжетімді етеді. Fieldbus Foundation 2011 жылдың сәуір айында спецификацияның қашықтан I/O бөлігін жариялады.

Қылмыстық және сымсыз HART интеграциясы

2011 жылдың қыркүйегінде Fieldbus Foundation сымды HART және WirelessHART құрылғылары үшін өрістік шина түрлендіргіш блоктарына арналған алдын ала спецификацияны, сондай-ақ WIO жүйелік архитектурасы мен WIO дерек құрылымдарына қатысты жаңартуларды жариялады. Сымды және сымсыз HART техникалық ерекшелігі Foundation for ROM құрылғыларында HART құрылғыларын ұсыну үшін қолданылатын өрістік шина түрлендіргіш блогын анықтайды. Бұл блокқа сымды және сымсыз HART құрылғыларын да қоюға болады. Бұдан өзге, спецификацияда HART конфигурациялық құралдары мен активтерді басқару жүйелерінің Foundation High Speed Ethernet (HSE) желісі арқылы берілетін түпнұсқа HART командалық протоколын қолдана отырып, HART құрылғыларына қалай қол жеткізу керектігінің күтілетін әдісі сипатталған. Сондай-ақ, спецификация сымды көп түйінді желілерде және Foundation for Remote Operations Management құрылғыларына қосылған WirelessHART торлы желілерде HART құрылғысының күйін анықтау және сақтау үшін қажетті құрылымдарды анықтайды.

ИСА 100.11а Интеграция

Жобаның ISA 100.11a кезеңі ISA 100.11a сымсыз сенсорлық желісін Foundation Fieldbus инфрақұрылымымен интеграциялауда да маңызды прогресске қол жеткізді. Алдын ала техникалық ереже жобасы аяқталды, ал алдын ала техникалық ереже, сынақ және түпкілікті техникалық ереже бір жыл ішінде аяқталады. WirelessHART құрылғылары сияқты, ISA 100.11a құрылғылары Foundation ROM құрылғыларында түрлендіргіш блоктар ретінде ұсынылатын болады.

HSE Backhaul тобы

2008 жылдың соңында Fieldbus Foundation және ISA өзара лицензиялық келісімге келді, бұл екі ұйымға сымсыз желілер саласында бірлесіп жұмыс істеуге мүмкіндік берді. Осы келісім ISA100.15 жұмыс тобына сымсыз байланыс желісі стандартын әзірлеуге көмектеседі. Кері байланыс желілері қашық орналасқан жерлер мен қолданбаларды орталық басқару орталықтарымен байланыстырады. ROM спецификациясы негізіндегі Foundation HSE-ді қашық қолданбалар үшін кері байланыс желісі ретінде қарастырады, ол сымды және сымсыз конфигурацияларда қолжетімді. Алдағы интеграция.

Қосымша желілер

ROM негізі ISA 100.11a, WirelessHART және басқалардан өзге желілерді де болашақта интеграциялауға мүмкіндік береді. Modbus сияқты желілер болашақта интеграциялануға үміткер. Әртүрлі желілерді интеграциялаудың болашақ әлеуеті шексіз.