Foundation Fieldbus H1
ફાઉન્ડેશન ફિલ્ડબસ એચ1 એ ફાઉન્ડેશન ફિલ્ડબસ પ્રોટોકોલ આવૃત્તિઓમાંની એક છે. ફાઉન્ડેશન H1 (31.25 kbit/s) એ દ્વિ-દિશાત્મક સંચાર પ્રોટોકોલ છે જેનો ઉપયોગ ક્ષેત્ર ઉપકરણો વચ્ચે અને નિયંત્રણ પ્રણાલીમાં સંચાર માટે થાય છે. તે બહુવિધ નોડ્સ (ઉપકરણો) અને નિયંત્રક વચ્ચે વાતચીત કરવા માટે ટ્વિસ્ટેડ જોડી અથવા ફાઇબર મીડિયાનો ઉપયોગ કરે છે. નિયંત્રકને 32 નોડ્સ સુધી વાતચીત કરવા માટે માત્ર એક જ સંચાર બિંદુની જરૂર પડે છે, આ પ્રમાણભૂત 420 mA સંચાર પદ્ધતિમાં નોંધપાત્ર સુધારો છે જેને નિયંત્રક પ્રણાલી પર દરેક સંચાર ઉપકરણ માટે અલગ જોડાણ બિંદુની જરૂર પડે છે. ફાઉન્ડેશન ફીલ્ડબસ એચ1 આંતરિક રીતે સલામત વાયરિંગ માટે ટેકો ધરાવે છે. અન્ય પ્રોટોકોલથી વિપરીત, ફાઉન્ડેશન H1 ચોક્કસ સમયાંતરે (આઇસોક્રોનસ) સંદેશાવ્યવહાર અને નિયંત્રણ કાર્યોના અમલ માટે નિયંત્રણ અને સંદેશાવ્યવહારનું સ્પષ્ટ સુમેળ પ્રદાન કરે છે. તે શોધના સમયે ફંક્શન બ્લોક શેડ્યુલિંગ અને એલાર્મ ટાઇમ-સ્ટેમ્પિંગના સમર્થન માટે ફિલ્ડબસ ઉપકરણોમાં ઘડિયાળોને સુમેળ કરે છે. મૂળ ખ્યાલ નિયંત્રક ક્ષેત્ર જોડાણ પર શક્ય તેટલા ક્ષેત્ર ઉપકરણોને જોડવાનો હતો, જે માત્ર સંકેત શક્તિ દ્વારા મર્યાદિત હતો. ફાઉન્ડેશન એચ. એસ. ઈ. ફાઉન્ડેશન એચ. એસ. ઈ. એક નિયંત્રણ નેટવર્ક ટેકનોલોજી છે જે ખાસ કરીને નિયંત્રકો અને દૂરસ્થ-I/O, ઉચ્ચ-ઘનતા ડેટા જનરેટર વગેરે જેવા ઉચ્ચ-સ્તરના ઉપકરણોને જોડવા અને પેટા પ્રણાલીઓના આડી એકીકરણ માટે પ્રક્રિયા ઓટોમેશન માટે રચાયેલ છે. ફાઉન્ડેશન HSE બિનપરિવર્તિત IEEE 802.3 ઇથરનેટ પર આધારિત છે અને તેથી, પ્રમાણભૂત ઇથરનેટ સાધનો સાથે સુસંગત છે. ફાઉન્ડેશન એચ. એસ. ઈ. બિનજરૂરી નેટવર્ક સ્વીચો, બિનજરૂરી ઉપકરણો અને બિનજરૂરી સંચાર બંદરો સાથે સંપૂર્ણ "ડી. સી. એસ. શૈલી" બિનજરૂરીતા પૂરી પાડે છે, જે અજોડ ઉપલબ્ધતાની ખાતરી આપે છે. ફાઉન્ડેશન એચ. એસ. ઇ. પણ પ્રમાણભૂત આઇ. પી. પર આધારિત છે, જે તેને અન્ય ઉપકરણો સાથે સહઅસ્તિત્વ માટે સક્ષમ બનાવે છે અને પ્રમાણભૂત સાધનો સાથે સુસંગતતા સુનિશ્ચિત કરે છે. ઉચ્ચતમ સ્તર પર, ફાઉન્ડેશન એચ. એસ. ઈ. માં પ્રમાણભૂત એપ્લિકેશન સ્તરનો સમાવેશ થાય છે જે ઇથરનેટ અને ટી. સી. પી./આઈ. પી. દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવેલ માત્ર સહઅસ્તિત્વની બહારના ઉપકરણો વચ્ચે આંતરસંચાલનક્ષમતા પ્રદાન કરે છે. ફાઉન્ડેશન એચ. એસ. ઈ. સંદેશાવ્યવહાર ઉપકરણો વચ્ચે સીધા પીઅર-ટુ-પીઅર સંદેશાવ્યવહાર માટેના સમર્થન સાથે ડેડ-ટાઇમ અને ઝાટકો ઘટાડવા માટે શેડ્યૂલ-સંચાલિત છે. ફરીથી, સખત આંતરસંચાલનક્ષમતા પરીક્ષણ કાર્યક્રમ ગુણવત્તાયુક્ત જોડાણની ખાતરી આપે છે. ઇથરનેટની હબ-એન્ડ-સ્પોક ટ્રી ટોપોલોજી ઓપરેટિંગ નેટવર્કને પરેશાન કર્યા વિના ઉપકરણોને ઉમેરવા અને દૂર કરવાનું ખૂબ જ સરળ બનાવે છે. કારણ કે ફાઉન્ડેશન એચ. એસ. ઈ. બિનપરિવર્તિત ઇથરનેટ પર આધારિત છે, પ્રમાણભૂત ઇથરનેટ સાધનોનો ઉપયોગ સ્થાપન લાયકાત, પરીક્ષણ અને મુશ્કેલીનિવારણ માટે થઈ શકે છે. આ સાધનો સંદેશાવ્યવહારની સમસ્યાઓના નિરાકરણને ઝડપી બનાવે છે. ફાઉન્ડેશન એચ. એસ. ઈ. ને વધુ સારા મુશ્કેલીનિવારણ સાધનો દ્વારા ટેકો આપવામાં આવે છે જે આર. એસ. 485 અને કોક્સ માટે ઉપલબ્ધ નથી. ફાઉન્ડેશન એચ. એસ. ઈ. યુ. ડી. પી. અને ટી. સી. પી. પર આધારિત હોવાથી, એસ. એન. એમ. પી., આર. એમ. ઓ. એન. વગેરેનો ઉપયોગ કરતા પ્રમાણભૂત નેટવર્ક વ્યવસ્થાપન સાધનોનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. તેવી જ રીતે, પરિચિત આઇ. પી. એડ્રેસિંગનો ઉપયોગ ડી. એચ. સી. પી. માટેના સમર્થન સહિત થાય છે. પરિમાણો સંચાર લાઇન પુનરાવર્તકો વિના 1900 મીટર અથવા ચાર માન્ય પુનરાવર્તકો સાથે 9500 મીટર સુધી વિસ્તરી શકે છે. સંદેશાવ્યવહાર પદ્ધતિઓ આધારભૂત સંદેશાવ્યવહાર પદ્ધતિઓ છેઃ ક્લાયન્ટ/સર્વર ક્લાયન્ટ/સર્વર વર્ચ્યુઅલ કોમ્યુનિકેશન્સ રિલેશનશિપ (વી. સી. આર.) પ્રકારનો ઉપયોગ ફીલ્ડબસ પરના ઉપકરણો વચ્ચે કતારબદ્ધ, અનિર્ધારિત, વપરાશકર્તા પ્રારંભ, એકથી એક, સંદેશાવ્યવહાર માટે થાય છે. કતારનો અર્થ એ છે કે સંદેશાઓ અગાઉના સંદેશાઓને ફરીથી લખ્યા વિના, તેમની પ્રાથમિકતા અનુસાર, પ્રસારણ માટે સબમિટ કરેલા ક્રમમાં મોકલવામાં અને પ્રાપ્ત કરવામાં આવે છે. પ્રકાશક/સબ્સ્ક્રાઇબર પ્રકાશક/સબ્સ્ક્રાઇબર વી. સી. આર. પ્રકારનો ઉપયોગ બફર, એક-થી-ઘણા સંદેશાવ્યવહાર માટે થાય છે. બફરનો અર્થ એ છે કે નેટવર્કમાં ડેટાનું માત્ર નવીનતમ સંસ્કરણ જાળવવામાં આવે છે. નવો ડેટા અગાઉના ડેટાને સંપૂર્ણપણે ઓવરરાઇટ કરે છે. અહેવાલ વિતરણ અહેવાલ વિતરણ વી. સી. આર. પ્રકારનો ઉપયોગ કતારબદ્ધ, અનિર્ધારિત, વપરાશકર્તા દ્વારા શરૂ કરાયેલ અને એક-થી-ઘણા સંચાર માટે થાય છે. આ પ્રોટોકોલનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે એનાલોગ અને સ્વતંત્ર પ્રક્રિયા નિયંત્રણ ઉપકરણો માટે થાય છે. પ્રાથમિક ફાયદો એ કાર્યાત્મક બ્લોક ખ્યાલ દ્વારા રૂપરેખાંકન છે. પાવર સપ્લાય ફાઉન્ડેશન ફીલ્ડબસનો મોટો ફાયદો એ છે કે તે સંચાર બસ પર નિયંત્રિત ઉપકરણોમાં પાવર ટ્રાન્સફર કરવાની મંજૂરી આપે છે, આ માટે ફાઉન્ડેશન ફીલ્ડબસ પાવર સપ્લાયની જરૂર પડે છે. વીજ પુરવઠો સામાન્ય રીતે 500 એમ. એ. કરંટ સાથે 32 વી. ડી. સી. ના રેટિંગ સાથે બિનજરૂરી પ્રકારનો હોય છે, અને મોટાભાગે નિયંત્રણ ખંડમાં માર્શલિંગ કેબિનેટ અથવા સિસ્ટમ કેબિનેટમાં સ્થાપિત કરવામાં આવે છે. સમાપ્તિ દરેક ફિલ્ડ બસ સેગમેન્ટને યોગ્ય રીતે કામ કરવા માટે બરાબર બે ટર્મિનેટરની જરૂર પડે છે. ટર્મિનેટરની રચના શ્રેણીમાં 1 એમયુએફ કેપેસિટર અને 100 ઓહ્મ રેઝિસ્ટરની સમકક્ષ હોય તે રીતે કરવામાં આવી છે. ટર્મિનેટર ફીલ્ડબસ કરંટ (ઉપકરણ સંચાર) ને દૂર કરવા અને વિદ્યુત પ્રતિબિંબ સામે રક્ષણ સહિત અનેક હેતુઓ પૂરા પાડે છે. ટર્મિનેટરનું પ્રાથમિક કાર્ય નિયંત્રણ નેટવર્ક માટે વર્તમાન શંટ તરીકે કામ કરવાનું છે. ફિલ્ડબસ સંચાર તેના વર્તમાન ડ્રોને મોડ્યુલેટ કરતા ફિલ્ડ ઉપકરણ દ્વારા કામ કરે છે. જ્યારે ઉપકરણોને માહિતી પ્રસારિત કરવાની જરૂર હોય, ત્યારે એફ. એફ. ઉપકરણો વર્તમાન સિંક તરીકે કાર્ય કરશે. ઉપકરણો ઉચ્ચ સંકેત (1,1) નું પ્રતિનિધિત્વ કરવા માટે ઓછો પ્રવાહ ખેંચે છે અને નીચા સંકેત (0, શૂન્ય) નું પ્રતિનિધિત્વ કરવા માટે વધુ પ્રવાહ ખેંચે છે. કારણ કે એફ. એફ. ઉપકરણોનો મોડ્યુલેટિંગ પ્રવાહ 15 એમ. એ. અને 20 એમ. એ. ટોચથી ટોચ વચ્ચે હોય છે, જ્યારે આ મોડ્યુલેટિંગ પ્રવાહને કારણે બસમાં મોડ્યુલેટિંગ વોલ્ટેજ 0.75 વી અને 1 વી ટોચથી ટોચ વચ્ચે હોય છે. આ 0.75 અને 1V એ ફક્ત 15 mA x 50 ઓહમનું પરિણામ છે જે 0.75 V અને 20 mA x 50 ઓહમની બરાબર છે જે 1 V ની બરાબર છે. કારણ કે તમામ ઉપકરણો એક જ કેબલનો ઉપયોગ કરે છે, માત્ર એક જ ઉપકરણ કોઈપણ સમયે સંદેશ પ્રસારિત કરી શકે છે. ટર્મિનેટરની યોગ્ય સંખ્યા વિના, સિગ્નલનું સ્તર વિશિષ્ટતાની બહાર હશે અને નેટવર્કને વિક્ષેપિત કરી શકે છે. ટર્મિનેટરનું બીજું કાર્ય વિદ્યુત પ્રતિબિંબની અસરને ઘટાડવાનું છે. આંતરિક રીતે સલામત ફીલ્ડબસ બજારમાં ઘણી આંતરિક રીતે સલામત ફીલ્ડબસ તકનીકો છે. સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા છેઃ એન્ટિટી બેરિયર કન્સેપ્ટ આ ડિઝાઇન સામાન્ય ક્ષેત્ર અવરોધોનો ખ્યાલ લે છે જેનો એનાલોગ સિગ્નલ વર્લ્ડ (4-20 mA) માં સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. આ અવરોધો અચૂક પ્રતિરોધક (વાયર-ઘા), ઝેનર ડાયોડ અને ફ્યુઝનો ઉપયોગ કરે છે, અને સારી આંતરિક રીતે સલામત જમીનની જરૂર પડે છે. જ્યારે આ અવરોધ ઝોન 0/1 બધા ગેસ જૂથો (વર્ગ I વિભાગ 1 બધા ગેસ જૂથો) માટે પૂરતી ઊર્જા મર્યાદિત કરે છે, તે ફીલ્ડબસ વિભાગ માટે માત્ર 80 mA પ્રદાન કરે છે. આ આશાવાદી રીતે માત્ર ચાર ફીલ્ડબસ ઉપકરણોને શક્તિ આપી શકે છે જે સામાન્ય રીતે દરેક 15-26 mA લે છે. એન્ટિટી બેરિયર ખ્યાલ સલામત છે, પરંતુ તેની ઓછી પાવર મર્યાદાઓ અને ઇજનેરી જરૂરિયાતો બસ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરવાના ઘણા ફાયદાઓને અસરકારક રીતે દૂર કરે છે. એફઆઇએસસીઓ ફીલ્ડબસ ઇન્ટ્રિન્સિકલી સેફ કન્સેપ્ટ (એફઆઇએસસીઓ), જે સૌપ્રથમ પીટીબી (ફિઝિકલિસ્ચ-ટેક્નિશે બુંડેસાન્સ્ટાલ્ટ, જર્મનીની રાષ્ટ્રીય મેટ્રોલોજિકલ સંસ્થા) દ્વારા જોખમી વિસ્તારોમાં ફીલ્ડબસ વિભાગને ઉચ્ચ શક્તિ પ્રદાન કરવાની પદ્ધતિ તરીકે વિકસાવવામાં આવી હતી. એફઆઇએસસીઓ ખ્યાલ, ફીલ્ડબસ સેગમેન્ટની સમગ્ર સર્કિટને ધ્યાનમાં લે છે. એફ. આઈ. એસ. સી. ઓ. પ્રણાલીમાં ગેસ જૂથો એ અને બી (આઈ. આઈ. સી.) માં મહત્તમ કુલ કેબલ લંબાઈ 1 કિમી અને ગેસ જૂથો સી અને ડી (આઈ. આઈ. એ. અને આઈ. આઈ. બી.) માં 1.9 કિમી છે, જ્યારે ગેસ જૂથો એ થી ડી (આઈ. આઈ. સી., આઈ. આઈ. બી. અને આઈ. આઈ. એ.) માટે મહત્તમ માન્ય સ્પુર લંબાઈ (સેગમેન્ટ જંકશન બોક્સ/પ્રોટેક્ટરની લંબાઈ) 60 મીટર છે. પાવર કંડિશનર પર વધારાની મર્યાદાઓ પણ મૂકવામાં આવી છે. એફઆઇએસસીઓ વીજ પુરવઠામાં લોડ-શેરિંગ બિનજરૂરી પાવર કંડિશનરને મંજૂરી નથી. અમલીકરણ પહેલાં ઉપકરણોને પ્રમાણભૂત પ્રમાણિત કરવાથી, તેમને એન્ટિટી અભિગમ દ્વારા જરૂરી ઇજનેરી જરૂરિયાતો વિના સિસ્ટમોમાં એકીકૃત કરવાની મંજૂરી મળે છે. આ પછી એફઆઇએસસીઓ વીજ પુરવઠાને એન્ટિટી બેરિયર સોલ્યુશન કરતાં વધુ પાવર (અને સેગમેન્ટ દીઠ વધુ ઉપકરણોને મંજૂરી) ઉત્પન્ન કરવાની મંજૂરી આપે છે. આ ઉકેલની અડચણ એ છે કે તેમાં ઉપકરણો, કેબલ અને પાવર કંડિશનર સહિત સિસ્ટમના દરેક ભાગને એફઆઇએસસીઓનું પાલન કરવું જરૂરી છે અને એફઆઇએસસીઓ ડિઝાઇન અને સ્થાપન નિયમોનું કડક પાલન કરવામાં આવે છે. જ્યારે તે એન્ટિટી બેરિયર અભિગમ કરતાં વધુ શક્તિ પ્રદાન કરે છે, તેમ છતાં સિસ્ટમ સેગમેન્ટ દીઠ માત્ર ચારથી પાંચ ઉપકરણોને જ સમર્થન આપી શકે છે કારણ કે ટ્રંક કરંટ 115 mA સુધી મર્યાદિત છે. ફિલ્ડ બેરિયર્સ સાથે એચ. પી. ટી. આંતરિક રીતે સલામત કાર્યક્રમો માટે વધુ તાજેતરની વૃદ્ધિ એ ફિલ્ડ-આધારિત ફિલ્ડ બેરિયર્સ (એફ. બી.) સાથે હાઈ પાવર ટ્રંક (એચ. પી. ટી.) છે, જે ટ્રંકને બદલે સ્પુર પર પાવરને મર્યાદિત કરે છે. આ પદ્ધતિ જોખમી સેટિંગ્સમાં ફીલ્ડબસના અંતિમ વપરાશકર્તાઓ માટેના સમીકરણમાં નોંધપાત્ર ફેરફાર કરે છે. તે ઉપલબ્ધ શક્તિની માત્રામાં વધારો કરે છે અને તેથી સેગમેન્ટમાં જોડાયેલા ઉપકરણોની સંખ્યામાં વધારો કરે છે. તે અંતિમ વપરાશકર્તાઓને એફઆઇએસસીઓ/એન્ટિટી બેરિયર કન્સેપ્ટના પ્રતિબંધો વિના તેમના ટ્રંક કેબલ્સની લંબાઈને મહત્તમ કરવા દે છે. જ્યારે એચ. પી. ટી. મોડેલ કેટલાક નોંધપાત્ર સુધારાઓ (ફીલ્ડબસ સેગમેન્ટમાં 500 એમ. એ.) પ્રદાન કરે છે, ત્યારે તે તેની ખામીઓ વગર નથી. ક્ષેત્ર અવરોધ સારમાં ક્ષેત્ર આધારિત અલગ પાવર કંડિશનર છે. તેથી આ સેગમેન્ટને યજમાન પર લોડ-શેરિંગ બિનજરૂરી પાવર કંડિશનર દ્વારા સંચાલિત કરી શકાય છે, તેમ છતાં વ્યવહારુ એમ. ટી. બી. એફ. (નિષ્ફળતા પહેલાનો સરેરાશ સમય) હજુ પણ એક જ પાવર કંડિશનર છે, કારણ કે મોટાભાગના ક્ષેત્ર અવરોધો બિનજરૂરી નથી. આંતરિક રીતે સેફ-હાઈ પાવર ટ્રંક/હાઈ પાવર આંતરિક રીતે સેફ ટ્રંક (એચપીઆઈએસટી) હાઈ પાવર આઇએસ ટ્રંક (એચપીઆઈએસટી) તકનીક તમામ ઉપકરણો (એફઆઈએસસીઓ અને એન્ટિટી) અને જોખમી ઝોન અને વિભાગો માટે તેનો ઉપયોગ કરવાની ક્ષમતા સાથે સ્થાપનમાં સલામતી અને સરળતાનું ઉન્નત સ્તર પ્રદાન કરે છે. તે જોખમી વિસ્તારોમાં સ્થિત સેગમેન્ટ્સમાં આશરે 350 mA IS પાવર પહોંચાડે છે. આ સ્પ્લિટ-આર્કિટેક્ચર ડિઝાઇનનો ઉપયોગ કરીને પ્રાપ્ત થાય છે જે અવરોધનો એક ભાગ સલામત વિસ્તારમાં (વીજ પુરવઠો રેક) સ્થિત આઇસોલેટર કાર્ડમાં મૂકે છે અને બીજો ભાગ ક્ષેત્ર-માઉન્ટ થયેલ ઉપકરણ કપ્લર્સ/સેગમેન્ટના દરેક સ્પર્સમાં મૂકે છે. આઇસોલેટરમાં અવરોધ 350 mA ને ટ્રંક કેબલ દ્વારા સ્પર/જંકશન બોક્સ સુધી સેગમેન્ટમાં ચલાવવાની મંજૂરી આપે છે. અચૂક અવરોધકોનો ઉપયોગ થતો હોવાથી, ઝોન 0/1 અથવા 2 ના ઉપકરણો સીધા જોડાયેલા હોઈ શકે છે. 350 mA સાથે, હવે વપરાશકર્તાઓને આંતરિક સલામતી જાળવી રાખીને 500 મીટર પર 16 ફીલ્ડબસ ઉપકરણો (દરેક 20 mA) સુધી પાવર કરવાની મંજૂરી આપે છે. વિકાસ આ પ્રોટોકોલ ફીલ્ડકોમ ગ્રુપ દ્વારા વિકસિત, ઉન્નત અને સમર્થિત છે કમ્પ્યુટર નેટવર્કિંગ કમ્પ્યુટર વિજ્ઞાન સંદર્ભો પણ જુઓ બાહ્ય કડીઓ http://www.fieldbus.org http://www.pepperl-fuchs.com ઔદ્યોગિક કમ્પ્યુટિંગ સીરીયલ બસો