پاورپوینت سیستم های فیلدباس :

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

بسم الله الرحمن الرحیم

اسلاید 2 :

عنـوان: فیلد باس

اسلاید 3 :

سيستم هاي فيلدباس :

براي ايجاد ارتباط بهتر بين وسايل سطح field و واحد كنترل درصنعت بوجود آمدند. نگاهي به روش قديمي تر انتقال اطلاعات ما را با ضرورت استفاده از باس آشنا مي سازد. پس از كنترلرهاي پنيوماتيكي و همزمان با استفاده از كنترلرهاي الكتريكي مقدار استاندارد جريان 4 تا 20 ميلي آمپر براي انتقال اطلاعات آنالوگ بصورت استاندارد پذيرفته شد.

اسلاید 4 :

با پيشرفت تكنولوژي از شبكه هاي باس براي انتقال اطلاعات كنترل كننده هاي ديجيتالي جديد و ابزار دقيق هوشمند استفاده مي شد. به اين ترتيب انتقال اطلاعات از طريق  باس با كاهش سيم كشي و وسايل جانبي همراه شده و جايگزين روش قديمي 4-20 مي شد.

اسلاید 5 :

مفهوم فیلد باس :

فیلدباس یک اصطلاح برای توضیح شبکه های ارتباطی دیجیتال می باشد که جایگزین سیگنال های آنالوگ4-20میلی آمپرشده اند. انتقال اطلاعات درآن دوجهته وسریال بوده ومی توان تجهیزات مختلف نظیرعمل گرها(actuator),سنسورها,مبدلها وکنترلرهارا به آن متصل نمود. یکی از مزایای مهم دیگر فیلدباس ویژگی Vendor Independent است که به دو مشخصه زیر دلالت دارد:

اسلاید 6 :

الفInterchangability : هرکدام ازتجهیزات متصل به باس می توانند با تجهیزات سایرشرکت ها جایگزین شوند.

بInteroperability : تجهیزات سازندگان مختلف می توانند به یک فیلد وصل شوند بدون آنکه درتبادل دیتا با یکدیگر دچار مشکل شوند. به علت خاصيت interoperability تضمين شده در سيستم هاي فيلدباس انتخاب Devicها كاملاً آزاد و مستقل از يك سازنده خاص است.درسيستم هاي فيلدباس، كنترل به صورت توزيع شدة واقعي انجام مي پذيرد.

اسلاید 7 :

به اين معني که عمليات كنترلي به صورت توابعي تعريف شده بين Device هاي تشكيل دهندة يك حلقه كنترلي تقسيم مي شوند و از كنترل متمركز موجود در سيستم هاي DCS تا حدودی بي نياز ميَ گردد. اين به اين معني است كه Device ها (ترانسيمترها و عملگرها) در فيلدباس هوشمند هستند. بنابراين مي توان دريك شبكه فيلدباس،آنها را جزئي از شبكه دانست.

اسلاید 9 :

ويژگي سيستم هاي فيلدباس :

شايد مهمترين ويژگي سيستم هاي فيلدباس ، این است كه دسترسي به اطلاعات ،چه از نوع مهندسي و چه از نوع مديريتي در اين شبكه ها بسيار آسان است. براي مثال در شبكه فيلدباس تعميرات هنگامي انجام مي شود كه نياز به آن از سوي شبكه اعلام شده باشد، در حالي كه در سيستم هاي  قدیمی تعميرات به صورت دوره اي و از پيش تعيين شده صورت مي گيرد كه هزينه هاي زيادي را به سيستم تحميل مي كند.

اسلاید 10 :

سیستم های کنترل مانیتورینگ قبل ازفیلدباس :

ازانواع سیستم های کنترل مانیتورینگ قبل ازفیلدباس میتوان به DDC(Direct digital control)اشاره کرد.دراین سیستم یک کامپیوترمرکزی وجود داشت که تمامی فرامین راصادرمیکرد وسیگنال های ورودی وخروجی به کارت های الکترونیکی کامپیوترمتصل می شدند.

اسلاید 11 :

پس ازآن ( programmable logic controller ( plc

معرفی شد که باسیگنال های دیجیتال وآنالوگ کارمی کنند. مزیت آنها کنارگذاشتن مدارات کنتاکتوری بود.
DCS (Distributed control system) دارای چند کنترلرمجزا می باشد که باعث شد مشکل plcو DDC ها که فقط توسط یک cpu مرکزی کنترل می شدند حذف شود.

اسلاید 12 :

سپس سیستم های FCS : Fieldbus control system به بازارعرضه شدند.مزیت این سیستم ها انتقال عملیات کنترلی به باس واستفاده ازیک زوج سیم برای انتقال اطلاعات است. درواقعFCS شبکه کنترل متمرکز DDCرا به صورت غیرمتمرکزDCS به همراه وسایل هوشمند در می آورد.

اسلاید 13 :

مقایسه اجمالی DCS و FCS درشرایط بروز خطا :

درDCS درصورت بروز مشکل درکارت شبکهI/O کل لوپ های کنترلی توسط آن کارت دچارمشکل می شوند اما

درFCS درصورتی که درTrunk خطائی صورت گیرد درکل لوپ ها مشکل پیش خواهد آمد.
Trunk : کابل اصلی شبکه فیلدباس که تجهیزات به آن متصل می شوند.

در DCSدرصورت بروز خطا درسیگنال قابلیت fail safeروی کارت I/O موجود است حال آنکه درFCS این قابلیت بر روی خود تجهیزات متصل به باس فعال می شود .

اسلاید 14 :

Fail safe سیستمی است که درشرایط بروزخطا فرآیند را به سمت شرایط ایمن هدایت می کند.به عنوان مثال درسیستم کنترل fail safe می توان تعیین کرد که اگر کنترلر اصلی دچارمشکل شده فرمان هائی که به عملگرها ارسال شده درچه حالتی قرارگیرند.
در FCS اگروسیله ای مشکل پیدا کند کل لوپ مختل میشود و درDCS اگر کابل 4-20میلی آمپر قطع شود لوپ دچارخطا می شود.

اسلاید 16 :

OSI Model

مدل OSI توسط استانداردISO برای ایجاد ارتباط باز ارائه شد.این مدل ازهفت لایه تشکیل شده است.درسمت فرستنده اصل پیام به لایه هفت داده می شود وازاین لایه به تدریج به لایه های پائین ترانتقال میابد.هرلایه کدهائی را به بسته اضافه می کند که نهایتاً به لایه یک که محیط انتقال است می رسد واین لایه بسته ها را به صورت صفر ویک به سمت گیرنده ارسال می کند. در سمت گیرنده ترتیب عملیات برعکس است یعنی بسته از لایه یک دریافت می شود و به لایه های بالاترانتقال می یابد.هرلایه کدهای اضافی را شناسائی کرده واز بسته جدا می کند تا اینکه اصل پیام در بالاترین لایه یعنی لایه هفت شناسائی می گردد.

اسلاید 17 :

توضیح لایه های ISO/OSI :

لایه یک لایه فیزیکی: این لایه بامشخصات الکتریکی و مکانیکی محیط سروکار دارد.درواقع بستر مناسب را برای انتقال فراهم می کند.وظیفه ارسال و دریافت بیت های بسته های دیتا را برعهده دارد. قراردادهای مربوط به سطوح ولتاژ وشکل موج های ولتاژ و جریان درخط، نوع مدولاسیون وفرکانس کار مربوط به این لایه است.
لایه دو : Data link این لایه با بیت سروکار ندارد بلکه اطلاعات را به صورت frame یا بسته می شناسد.ازجمله وظایف این لایه:الف)تشخیص محدوده بسته ها. ب) آشکارسازی و تصحیح خطا .ج) برقراری سرویس های ارتباطی . د) کنترل جریان انتقال دیتا ،می باشد. بطور خلاصه می توان گفت وظیفه لایه دو برقراری ارتباط سالم وبدون خطا بین دو ایستگاه است.

اسلاید 18 :

لایه سه لایه :NetWork اگر در مسیر بسته دیتا شبکه جدیدی وجود داشته باشد که از نظر پروتکل باشبکه اول متفاوت باشد ایجاد این تطابق بر عهده این لایه است.بطور خلاصه وظیفه این لایه مسیر یابی وهدایت صحیح بسته ها در شبکه است.

لایه چهارلایهTransport : تقسیم داده ها به بسته های کوچکتر که قابل انتفال باشد وظیفه ی این لایه است.

لایه پنج لایهSession : توسط این لایه امکان ایجاد ارتباط مشترک بین چند کاربر متفاوت درشبکه فراهم می شود.مدیریت کنترل ارتباطات بر عهده این لایه است .

اسلاید 19 :

لایه شش لایه Presentation : وظیفه آن فرمت بندی و کدگذاری با استاندارد مشخصی روی دیتا است،تا اطلاعات دریافتی توسط گیرنده قابل استفاده باشد.

لایه هفت لایه Application : واسط ارتباطی بین کاربر با سایر لایه هاست.ساختار این لایه به نوع سیستم عامل بستگی دارد.خدمات مربوط به انتقال فایل در این لایه است.

اسلاید 20 :

انواع فیلد باس :

امروزه بيش از 100 نوع سيستم فيلد باس مختلف ارائه شده است كه تعداد كمي از آنها همه نيازهاي موجود در صنعت را به عنوان يك سيستم Field Network برآورده مي سازند.از ميان آنها دو سيستم فيلدباس مهم با يكديگر رقابت مي كنند ROFIBUS : که در اروپا به وجود آمد و FOUNDATION Fieldbus كه درآسيا و آمريكا مورد استفاده قرار مي گيرد .