Feldbus – Wikipedia

UN Feldbus est un système de bus qui relie les dispositifs de champ tels que les capteurs de mesure (capteurs) et les lieux (actionneurs) pour la communication avec un dispositif d’automatisation dans un système. Si plusieurs participants à la communication envoient leurs messages via la même gestion, il faut déterminer qui (identifiant) dit quelle (valeur mesurée, commande) quand (initiative). Il existe des protocoles standardisés pour cela.

La première génération de technologie de bus de terrain a été développée dans les années 1980 pour remplacer le câblage parallèle dans les signaux binaires et la transmission du signal analogique par la technologie de transmission numérique. Aujourd’hui, de nombreux systèmes de bus de terrain différents avec différentes propriétés sont établis sur le marché. Depuis 1999, les bobines sont dans la norme IEC 61158 ( Communication de données numériques pour la mesure et le contrôle – Fieldbus pour une utilisation dans les systèmes de contrôle industriel ) Normalisé dans le monde entier. La deuxième génération de la technologie des bus sur le terrain est basée sur EthernNet en temps réel.

Plusieurs à de nombreux capteurs et actionneurs sont nécessaires pour le contrôle ou le contrôle d’un système.

Si l’automatisation est électriquement, la question se pose de savoir comment les capteurs et les actionneurs doivent être connectés au dispositif d’automatisation. Deux variantes de base sont possibles:

1. À partir du dispositif d’automatisation, une paire de câbles est dessinée à chaque capteur et actionneur (câblage parallèle, topologie d’étoile).
2. Une seule paire de câbles est tirée du dispositif d’automatisation: la paire de câbles est introduite à chaque capteur et actionneur (câblage en série, topologie de bus).

Avec le degré croissant d’automatisation d’un système ou d’une machine, l’effort de câblage avec câblage parallèle augmente en raison du plus grand nombre de points d’entrée / sortie. Ceci est associé à de grands efforts pour la planification du projet, l’installation, la mise en service et la maintenance.

Les exigences pour les câbles sont souvent élevées, par ex. B. Les lignes spéciales doivent être utilisées pour la transmission des valeurs analogiques.

Le câblage de champ parallèle devient un coût et un facteur de temps sérieux dans la technologie d’automatisation.
En comparaison, la mise en réseau série des composants dans la zone de terrain en utilisant SO Feldbussyme beaucoup moins cher.

Le bus de terrain remplace les faisceaux de ligne parallèle par un seul câble de bus et connecte tous les niveaux, du champ au niveau de commande. Quel que soit le type de dispositif d’automatisation, par ex. B. Commandes programmables de stockage (SPS) de différents fabricants ou commandes basées sur PC, le milieu de transmission des bus de terrain a mis en réseau les composants sur le terrain.

Au lieu de plusieurs cartes d’E / S, une carte d’interface de bus est utilisée. Cela réduit les besoins en espace dans l’armoire de commande.

Avantages [ Modifier | Modifier le texte source ]]

Les avantages d’un bus de terrain:

• L’effort de câblage plus bas fait gagner du temps lors de la planification et de l’installation
• Le câble, le distributeur de manœuvre et les dimensions de l’armoire de commande sont réduits
• Auto-diagnostic possible par le système
• Fiabilité plus élevée et meilleure disponibilité grâce à de courts trajets de signalisation
• La protection contre les troubles augmente, en particulier dans le cas des valeurs analogiques.
• Les abus de champ ouverts standardisent le fabricant – transmission de données à l’échelle et connexion de l’appareil. Les composants de divers fabricants sont plus facilement interchangeables en ce qui concerne la communication de base.
• Les extensions ou les modifications sont faciles à réaliser et garantissent la flexibilité et donc la sécurité future.
• Il n’est pas nécessaire de déterminer les zones de mesure des formateurs de mesure. L’affichage (visuel) Scala dans le système de contrôle peut être modifié à tout moment.

Désavantages [ Modifier | Modifier le texte source ]]

Les inconvénients d’un bus de terrain:

• Système plus complexe – Employés plus qualifiés nécessaires
• Prix ​​plus élevé des composants avec fonctionnalité de bus sur le terrain
• Dispositifs de mesure élaborés
• Temps de réponse un peu plus long
• La plus petite unité échangeable devient plus chère.
• En raison de la variété des différents bobines de terrain, les fabricants de capteurs / actionneurs sont obligés de prendre en charge plusieurs abus de champ, ce qui entraîne des coûts supplémentaires. De plus, la prédiction des bus de terrain deviendra plus importants ou perdra à l’avenir est très difficile. En conséquence, il existe un risque de mauvais investissements dans le développement de la pièce de bus sur le terrain.
• En raison du principe de connexion centrale, le système de guidage peut être coupé de tous les capteurs et actionneurs en cas de trouble de bus. Par conséquent, des systèmes de bus redondants peuvent être nécessaires.

Différentes topologies des réseaux informatiques sont:

Depuis 1999, les bus sur le terrain pour les applications industriels figurent dans la norme IEC 61158 ( Communication de données numériques pour la mesure et le contrôle – Fieldbus pour une utilisation dans les systèmes de contrôle industriel ) normalisé dans le monde entier. Les bus de terrain individuels sont dans la norme IEC 61784-1 Familles de profil de communication (CPF). Les nouveaux bus de terrain basés sur Ethernet en temps réel sont compilés dans la norme CEI 61784-2. Chaque famille de protocole peut définir d’autres bus sur le terrain. Les familles de protocole suivantes sont répertoriées dans la norme:

• Arcnet de bus de terrain déterministes et réels, utilisés dans les domaines de l’automobile, de l’automatisation industrielle (en particulier des machines d’impression) et de la technologie médicale
• ARINC 629 FAST AVIONIK-BUS, The Arinc Company, utilisé dans Boeing 777
• As-interface ( Aktuator-Sensor-interface ) pour connecter les capteurs et les actionneurs
• Bacnet Building Automation and Control Networks for Building Technology, mais également partiellement utilisé au niveau du champ
• Bitbus
• Peut z. B. dans le secteur automobile
• Les canopes (basés sur le CAN, Protocole plus élevé) pour la technologie des ascenseurs, la technologie d’automatisation, les structures de véhicules, la technologie médicale, l’électronique des navires. Bien saisi par can dans l’automatisation (CIA)
• CC-link dans l’espace asiatique Bus répandu pour les applications industrielles
• Contrôle
• Dali pour l’éclairage dans l’automatisation du bâtiment
• Devicenet (Protocole plus élevé basé sur CAN)
• Être de bière Bus d’installation européen Installation principalement de la maison, prédécesseur de KNX
• Bus de terrain basé sur Ethercat Ethernet en technologie d’automatisation
• Bus de terrain basé sur Ethernet PowerLink pour la machine et l’ingénierie de l’usine
• Ethernet / IP (basé sur Ethernet, Protocole supérieur), du moins le premier en particulier aux États-Unis
• Fais Bus, une norme de bus de terrain japonais
• Fondation Fieldbus (FF) DER Fieldbus Foundation (Prozessautomation)
• Bus FIP, norme de bus de terrain française et italien, concurrent de Profibus
• Bus Flexray dans la zone automobile (X-By-Wire)
• Communication dure pour les appareils de terrain industriels
• Ingénierie mécanique interbus, construction d’usines en version spéciale pour la technologie de sécurité
• KNX Standard pour l’automatisation du bâtiment, successeur de EIB
• LCN Local Control Network Universal Building Management System
• Bus Lin dans le secteur automobile
• Loconet pour les chemins de fer modèles
• Lon principalement pour l’automatisation des bâtiments
• M-bus (feldbus)
• MIL-STD-1553 principalement dans l’aviation militaire
• Industrie du modbus
• La plupart des bus dans la zone multimédia automobile
• MVB (Bus de véhicules multifonction) Véhicules ferroviaires IEC 61375
• P-Not le bus de terrain P-Net
• Profibus (variantes: DP & PA), Profit: robot, génie mécanique, ingénierie des usines, automatisation des processus
• Applications de sécurité Sécurité P-pertinente
• Contrôle de mouvement de l’interface Sercos, CNC, robot, génie mécanique, ingénierie de l’usine
• Système intégratif à faible coût / faible coût, principalement pour l’automatisation du bâtiment (mais aussi la technologie d’automatisation générale)
• Smi Interface moteur standard Pour contrôler les lecteurs électroniques, par ex. B. pour les stores ou les volets à rouleaux
• Rosser de l’espace
• T-bus principalement utilisé dans l’agriculture, la technologie de l’irrigation et la surveillance environnementale
• Protocole déclenché dans le temps (TTP)
• Bus de traction
• Fieldbus basé sur Varan Ethernet pour l’automatisation des machines et des systèmes

Si les systèmes de bus sur le terrain doivent être utilisés dans des systèmes qui doivent résister aux normes de sécurité telles que la CEI 61508 ou EN 954-1, certaines exigences particulières sont imposées sur le système de bus. Ces exigences sont satisfaites, par exemple, par la structure redondante de la douceur et du matériel des dispositifs d’extrémité et en fonction du protocole de bus, des mesures telles que les compteurs de fonctionnement, les CRC, la reconnaissance, les délais d’expiration, les identifiants pour les émetteurs et les receveurs ou la redondance avec une comparaison croisée. Voir aussi les exigences de sécurité, le concept de sécurité, la sécurité. Dans la norme internationale mondiale IEC 61784-3: Réseaux de communication industriels – Profils – Partie 3: Bouges de sécurité fonctionnelle Différents journaux pour les bus de terrain orientés vers la sécurité des familles CPF 1, 2, 3, 6, 8, 12, 13, 14, 17 et 18 sont définis dans l’édition 2021.

Une autre fonction de sécurité des abus de champ fait référence à la sécurité au travail si les gens sont menacés par des mouvements dangereux. À cette fin, les activités externes d’urgence, les serrures de portes de sécurité pour les machines et les robots, les grilles légères et les rideaux légers ainsi que les scanners optiques, etc. utilisé et réseau. Ces institutions sont soumises à l’acceptation (par exemple, l’Institut de sécurité au travail et de sécurité professionnelle de l’assurance statutaire allemand à St. Augustin et Tüv). La mise en œuvre est de plus en plus effectuée au moyen d’un câblage conventionnel supplémentaire grâce à des solutions de bus de terrain innovantes, qui peuvent se passer des concepts de redondance susmentionnés et peuvent être réalisés sur un bus de terrain normal de mise à jour de capteur. En savoir plus sur un système avec “Sécurité au travail” et sa création se trouve dans les articles en tant qu’interface, Horst Saalbach et Werner Kriesel.

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• Michael Lupik: Systèmes de bus dans l’automatisation et la technologie des processus . Bases, systèmes et tendances de la communication industrielle. Ed.: Gerhard Schnell. 5e édition. Vieweg, Braunschweig, Wiesbaden 2003, ISBN 3-528-46569-7.
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• Werner Zimmermann, Ralf Schmidgall: Systèmes occupés dans la technologie des véhicules – Protocoles, normes et architecture logicielle. 5e édition. Springer Vieweg, 2014, ISBN 978-3-658-02418-5.
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