redes de campo têm sido utilizados por mais de uma década, que demonstrou o seu valor no mundo das aplicações de automação industrial. Na maioria dos casos, a rede de barramento de campo planta de processo para ligar o sistema de computador host e os dispositivos de campo.

Os dispositivos de campo discutidos aqui são tipicamente medidores, analisadores e válvulas reguladoras de controle. O tipo mais comum de medidor é uma temperatura, de pressão, de fluxo e de nível de transmissores - Enquanto uma planta processo típico podem também conter diversos outros tipos de transmissor variável de processo.

tipo comum de medição componente analisador de parâmetros químicos, tais como a humidade, o dióxido de carbono, metano e outros gases e líquidos. Válvulas reguladoras de controle fornecem controle de fluxo contínuo de líquidos e gases.

Hospedar sistema de computador dispositivos de campo conectados, incluindo sistemas de controle, planejamento de recursos empresariais (ERP) e sistemas de gestão de ativos. O sistema de controlo é geralmente aqui discutidos ou ajustar o sistema básico de controlo do processo. Outro sistema de controlo está ligada dispositivos bus de campo, incluindo processo avançado e sistemas de segurança.

dispositivos de campo de bus de campo ligados a um computador hospedeiro vantagem do sistema de comunicação de dados de alta velocidade, que compreende:

• Redução de custos devido à configuração e gerenciamento de integridade de dispositivos em rede;

• A documentação eletrônica de dispositivos em rede economiza custos;

• Pré-manutenção para aumentar o tempo de atividade;

• Pré-manutenção para melhor desempenho;

• A pré-manutenção reduz os custos de manutenção.

do instrumento de campo para controlar o sistema de fiação de 4-20 mA: Em quase todos os casos, o bus de campo são dispositivos com fio, tal como substituído. Este sinal de 4-20 mA é usado para transferir as variáveis ​​de processo medidas para o sistema de controle de processo.

Em contraste, o barramento de campo é fornecida uma ligação de dados bidireccional de alta velocidade, entre os dispositivos de campo e o sistema de controlo pode ser uma vasta quantidade de informação transmitida. A informação mais importante é o medidor de saúde de dados, mantido com antecedência em caso de necessidade, eles podem ser usados ​​para calibrar o arranjo computador host do sistema.

arranjos de calibração só precisa substituir a manutenção periódica da ocasião, pode economizar custos de manutenção, uma vez que os dispositivos de campo dentro de seus parâmetros de funcionamento da calibração não é necessária. Quando necessário, a calibração pode melhorar o desempenho, porque a necessidade de calibração frequente dispositivo de campo chave, reduzindo eventual superação da deriva.

A manutenção preditiva é provavelmente o mais importante benefício trazido pelo sistema de bus de campo. Usando dados fornecidos pelo fieldbus, a fábrica pode pré-descobrir problemas antes que eles ocorram. Assim que o trabalho de manutenção pode ser providenciado com antecedência, em vez de esperar problemas ocorrem depois reagir, redução de custos e maior segurança.

Mas o principal benefício da pré-manutenção é evitar o tempo de inatividade. Para fazer todo o processo de parar se uma falha de dispositivo de campo ocorre, geralmente para manutenção e substituição de equipamentos.

Fieldbus é um termo genérico para muitos rede indústria digital, incluindo, mas não limitado a, tais como: FOUNDATION fieldbus (Foundation Fieldbus), Hart (HART), a Ethernet / IP, Modbus TCP e Profibus. Muitas redes fieldbus, incluindo as mencionadas acima, estão migrando para protocolos baseados em Ethernet por vários motivos.

Por que usar Ethernet?

benefícios Fieldbus por muitos anos uma variedade de aplicações de processos, tem sido bem documentados, bus de campo usam protocolos proprietários já estão instaladas a maior parte deste e protocolos baseados em Ethernet contrárias. O fieldbus baseado em Ethernet oferece melhor desempenho, menor custo e é simples de instalar e de manter.

Ao se referir à Ethernet termo no campo dos negócios, geralmente refere-se ao uso do protocolo TCP / IP, a rede Ethernet. Na indústria, o termo Ethernet refere-se especificamente para o hardware subjacente apenas, não incluindo o protocolo, o protocolo pode ser utilizado de acordo com as suas preferências por parte do utilizador. A má notícia é que existem muitos protocolos Ethernet industriais concorrentes. A boa notícia é que todos os protocolos podem ser executados no mesmo hardware Ethernet, mas também ao mesmo tempo.

Uma boa relação preço / desempenho pode ser um fator importante na mudança para a Ethernet. Apenas alguns anos atrás, uma organização líder da rede fieldbus também impulsionou um fato: eles usam protocolos proprietários de dispositivos de bus de campo, vendeu 1 milhão em 10 anos. Este valor em comparação com outros concorrentes podem impressionantes, mas em comparação com o número de dispositivos Ethernet instalados em todo o mundo, insignificante.

Como o protocolo levando para conexão de computador, os participantes Ethernet instalados no mundo inteiro bilhões, a maioria das aplicações comerciais. Ele produziu um grande número de economias de escala, de modo que a Ethernet preços de hardware continuam a diminuir, e melhorar o desempenho. Porque Ethernet é o padrão mundial, fornecedores, concorrência de preços, tem uma grande força motriz para promover um produto melhor veio a existir.

organizações Fieldbus adotaram economias Ethernet comerciais de vantagens de escala, lançou uma rede de alta velocidade de baixo custo. Altas velocidades permitem atualizações rápidas de aplicativos de monitoramento. De acordo com as características de controle de processos, de alta velocidade controle em tempo real pode ser alcançado.

A instalação e a manutenção são muito fáceis devido ao amplo uso da Ethernet. Há várias razões, em primeiro lugar, em comparação com redes proprietárias, é fácil encontrar pessoal familiarizado tecnologia Ethernet. Em segundo lugar, as ferramentas de hardware e software usadas para instalação e diagnóstico são muito numerosas e baratas. Finalmente, é possível contar com o apoio pessoal e fábrica de TI da empresa e manutenção, porque a equipe de TI entender Ethernet. Após a integração de suas redes industriais e de escritórios, os usuários finais precisam apenas de uma manutenção da rede poucos, quando a tecnologia e comunicação integrada, é obter mais receita.

Ethernet oferece mais do que benefícios de bus de campo, muitos usuários se beneficiar de diferentes aplicações. Em particular, um comutador Ethernet permite que o bus de campo pode ser ligada à camada do controlador programável de automatização (PAC).

Direto é o melhor

Quando voar de uma cidade para outra, sem parar os vôos são sempre melhor do que a transferência para um vôo. A mesma coisa se aplica para o barramento de campo ligado a um sistema de computador ordem superior, está ligado directamente a um barramento de campo dispositivo ou sistema de gestão de activos ERP melhor do que o sistema de controlo de comutação através de um intermediário.

sistema de controlo de bypass directamente ligado a um sistema de computador central, tal como um sistema ERP ou gestão de recursos, utilizando um-tipo Ethernet mais fácil concretização de bus de campo. Isso ocorre porque a maioria dos sistemas de computadores host usa Ethernet para comunicação.

Em uma planta de processo típico, a maioria dos dispositivos de bus de campo não diretamente ligado ao controle em tempo real, mas é projetado para monitorar. Algumas instalações têm até 70% dos dispositivos de campo que não têm nada a ver com as funções de controle. Portanto, cada dispositivo de campo deve ser conectado ao sistema de controle esta hipótese não é verdadeira, nem devem desempenhar valioso.

Por exemplo, aplicações ambientais, tais como EPA (EPA) monitorização e relato necessidades de uma variedade de dispositivos de campo, e que não necessita de ser ligado ao sistema de controlo. aplicações ERP, como um dispositivo de gerenciamento de armazenamento para entrar no campo, mas não exige taxa de atualização de milissegundos, ou o sistema de controle requer determinista.

O sistema de controle de desvio oferece muitos benefícios. Primeiro, conexões diretas eliminam sistemas intermediários de hardware e software. Em segundo lugar, a questão dos dispositivos de campo não faz mais parte do sistema de controle, sem adição aos procedimentos gerais de validação e manutenção. Mais uma vez, o acesso a dispositivos de campo podem ser controlados pelos sistemas de segurança de TI existentes.

Estas informações não críticas de dispositivos de campo, via Ethernet e um gateway ilimitado, entregues directamente para as aplicações de monitorização de processo. Não só a mensagem principal para toda definida a unidade de engenharia, e status do dispositivo pode ser acionado por eventos ou forma de enviar ciclo, continuam a ser monitorados e comunicações.

Trabalho em ferramentas de serviço remoto e gestão de ativos da camada de rede aplicativo, você também pode configurar e gerenciar dispositivos conectados. Ferramentas padrão de segurança de TI e gerenciamento de dados podem ser usadas para controle de acesso.

O Fieldbus Ethernet facilita a aplicação do PAC

Nos primeiros dias de uso, a maioria dos sistemas de controle de fieldbus eram variantes de DCS. A Ethernet agora fornece um protocolo de comunicação comum, e o fieldbus é uma opção para os sistemas de controle do PAC. Isso pode reduzir o custo do sistema de controle de processo porque o PAC é geralmente mais barato que os sistemas DCS.

Ethernet cobre as principais fabricantes de escritório comercial e fabricação, combinados com o uso de PAC e Ethernet / IP dos dispositivos Fieldbus melhorar a qualidade do produto, promover fabricação verde e maior produtividade. Em uma de suas fábricas, os fabricantes usam um PAC como sua principal plataforma de controle em tempo real. PAC utiliza um dispositivo de Ethernet embutida / IP, assim que a planta é selecionado apoiar este acordo, como seu tipo de Ethernet bus de campo.

Assim, um medidor de fluxo de suporte de Ethernet / IP para medir e controlar o fluxo de massa em uma coloração associada contínua planta de controlo do processo. O fabricante realizará uma comparação de teste de campo e selecionará um medidor de fluxo de massa com maior precisão. Conectar o medidor diretamente ao PAC via EtherNet / IP oferece múltiplos benefícios. Quando os dispositivos de campo mais valor conectado via Ethernet tipo de sistemas de controlo de bus de campo, sistemas de gestão de ativos e sistemas de ERP, estes medidores de fluxo pode fornecer

Este instrumento tem a capacidade de medir simultaneamente vários parâmetros, incluindo o fluxo de massa, a densidade do produto, a temperatura do processo, a taxa de fluxo do volume, concentração e viscosidade. Fábrica espero ser capaz de monitorar esses parâmetros, mas não querem mais de uma linha, solução de uso é a utilização de uma alta velocidade de 100 Mbps Ethernet / IP protocolo.

Planta pode utilizar o instrumento avançado parâmetros de monitorização de diagnóstico, a influência sobre o processo é determinado com antecedência a partir do revestimento, combinação de peças, corrosão, e por uma condição de gás. Previsão antes que ocorram problemas, pré-manutenção antecipada, reduzindo custos e reduzindo o tempo de inatividade.

benefício mais óbvia dessas aplicações incluem uma redução de 40% no tempo de colocação, uma redução de 25% de identificação do circuito, a integração do dispositivo e do tempo de sintonização circuito de processo. Como um nó de rede, você pode identificar imediatamente um metro, que é outra renda, juntamente com a transparência do instrumento, desde o chão de fábrica aos sistemas corporativos.

Não há dúvida de que o fieldbus continuará a evoluir na direção da Ethernet. Para se manterem competitivas, organização de bus de campo teria as vantagens de usar Ethernet para trazer rentável.

O usuário final terá um barramento de campo do tipo Ethernet, simplesmente a partir do dispositivo de campo, diretamente ligado ao sistema de controle ou plataformas de computador hospedeiro, tais como DCS, PAC e ERP, sistemas de gestão de ativos. Com o aumento no número de planta de processo PAC estilo fieldbus uso Ethernet vai ser muito popular e natural.

Cada vez mais técnicos de fábrica estão se familiarizando com a Ethernet e incentivando o uso de Ethernet em plantas de processo. A equipe interna de TI também irá gostar dos fieldbuses Ethernet, pois eles são semelhantes à rede do sistema de computadores da empresa. Este flutua Ethernet Fieldbus está em constante avanço, fornecedores e usuários finais também estão sendo aplaudido.

Nem todos os fieldbuses Ethernet são iguais

organizações Fieldbus como defendendo sua Ethernet é o melhor, mais estão ligados ao / Ethernet TCP IP em base comercial, e pode fornecer em tempo real e confiabilidade necessária para aplicações industriais. Estas necessidades publicitárias dos usuários finais e integradores de sistemas para julgar, sem dúvida, Ethernet tipo de bus de campo tem um monte de diferente, e muitas vezes não compatível.

Por exemplo, Ethernet / IP e PROFINET é um bus de campo do tipo Ethernet, mas não necessariamente, misturados e combinados, ambos ligados à porta de ligação e / ou um conversor de padrão não é o mesmo. Com outras palavras, um dispositivo de campo não suporta o PROFINET conectado diretamente ao controlador de automação programável (PAC) com porta EtherNet / IP.

Uma solução para este problema é apenas dispositivos de campo compatíveis e controladores no mesmo barramento de campo. Infelizmente, isso geralmente não funciona, porque a maioria das plantas de processo ter existido para dispositivos de campo em conformidade com diferentes padrões de bus de campo.

Mesmo em uma planta verde ou processo, que normalmente não é possível comprar só dependem de um tipo de dispositivos de campo Ethernet fieldbus padrão de fornecedores. Alguns medidor especial não é frequentemente utilizado, válvulas analisador e controle, se necessário usando um barramento de campo conectado a um sistema de controle ou sistema de computador host, que pode também considerar o apoio padrões de rede.

Para resolver este problema, muitos vendedores têm desenvolvido dispositivo de gateway, você pode colocar em um outro protocolo para o protocolo fieldbus Ethernet mais tarde. Por exemplo, há uma porta de entrada que liga o dispositivo de campo para um Modbus TCP PAC tendo Ethernet porta / IP.

Embora solução de gateway para o problema de incompatibilidade, é melhor evitar o uso deste método. Existem os seguintes motivos. Primeiro, o gateway aumenta o custo total da instalação do fieldbus. Em segundo lugar, o gateway adiciona complexidade ao design e manutenção. Finalmente, o gateway requer peças de reposição adicionais e necessidades de armazenamento.

Foundation Fieldbus Ethernet de alta velocidade promete ser o padrão da indústria, mas nem todos os fornecedores DCS vão apoiar. Os usuários finais que querem um fieldbus Ethernet compatível com todos os padrões têm de esperar um longo tempo antes que, a melhor utilização de componentes compatíveis, escalabilidade máxima, use um gateway quando necessário.

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