Foundation Fieldbus H1
फाउंडेशन फील्डबस एच1 फाउंडेशन फील्डबस प्रोटोकॉल संस्करणों में से एक है। फाउंडेशन एच1 (31.25 केबिट/एस) एक द्वि-दिशात्मक संचार प्रोटोकॉल है जिसका उपयोग क्षेत्र उपकरणों और नियंत्रण प्रणाली के बीच संचार के लिए किया जाता है। यह कई नोड्स (उपकरणों) और नियंत्रक के बीच संवाद करने के लिए या तो मुड़े हुए जोड़े, या फाइबर मीडिया का उपयोग करता है। नियंत्रक को 32 नोड्स तक के साथ संवाद करने के लिए केवल एक संचार बिंदु की आवश्यकता होती है, यह मानक 420 एमए संचार विधि की तुलना में एक महत्वपूर्ण सुधार है जिसके लिए नियंत्रक प्रणाली पर प्रत्येक संचार उपकरण के लिए एक अलग कनेक्शन बिंदु की आवश्यकता होती है। फाउंडेशन फील्डबस एच1 में आंतरिक रूप से सुरक्षित तारों के लिए समर्थन है। अन्य प्रोटोकॉल के विपरीत, फाउंडेशन एच1 सटीक रूप से आवधिक (आइसोक्रोनस) संचार और न्यूनतम समय और घबराहट के साथ नियंत्रण कार्यों के निष्पादन के लिए नियंत्रण और संचार का स्पष्ट समन्वय प्रदान करता है। यह पता लगाने के बिंदु पर फंक्शन ब्लॉक शेड्यूलिंग और अलार्म टाइम-स्टैम्पिंग के समर्थन के लिए फील्डबस उपकरणों में घड़ियों को सिंक्रनाइज़ करता है। मूल अवधारणा नियंत्रक क्षेत्र कनेक्शन पर अधिक से अधिक क्षेत्र उपकरणों को जोड़ना था, जो केवल संकेत शक्ति द्वारा सीमित था। फाउंडेशन एच. एस. ई. फाउंडेशन एच. एस. ई. एक नियंत्रण नेटवर्क प्रौद्योगिकी है जिसे विशेष रूप से उच्च-स्तरीय उपकरणों जैसे नियंत्रकों और रिमोट-आई/ओ, उच्च घनत्व वाले डेटा जनरेटर आदि को जोड़ने और उप-प्रणालियों के क्षैतिज एकीकरण के लिए प्रक्रिया स्वचालन के लिए डिज़ाइन किया गया है। फाउंडेशन एच. एस. ई. अपरिवर्तित आई. ई. ई. ई. 802.3 ईथरनेट पर आधारित है और इसलिए, मानक ईथरनेट उपकरण के साथ संगत है। फाउंडेशन एच. एस. ई. अनावश्यक नेटवर्क स्विच, अनावश्यक उपकरणों और अनावश्यक संचार बंदरगाहों के साथ पूर्ण "डी. सी. एस. शैली" अतिरेक प्रदान करता है जो नायाब उपलब्धता सुनिश्चित करता है। फाउंडेशन एच. एस. ई. भी मानक आई. पी. पर आधारित है, जो इसे अन्य उपकरणों के साथ सह-अस्तित्व में लाने और मानक उपकरणों के साथ संगतता सुनिश्चित करने में सक्षम बनाता है। उच्चतम स्तर पर, फाउंडेशन एच. एस. ई. में एक मानक अनुप्रयोग परत शामिल है जो ईथरनेट और टी. सी. पी./आई. पी. द्वारा प्रदान किए गए केवल सह-अस्तित्व से परे उपकरणों के बीच अंतर-संचालन प्रदान करती है। फाउंडेशन एच. एस. ई. संचार उपकरणों के बीच सीधे पीयर-टू-पीयर संचार के समर्थन के साथ डेड-टाइम और घबराहट को कम करने के लिए अनुसूची-संचालित है। एक बार फिर, एक कठोर अंतरसंचालनीयता परीक्षण कार्यक्रम गुणवत्तापूर्ण संपर्क सुनिश्चित करता है। ईथरनेट की हब-एंड-स्पोक ट्री टोपोलॉजी ऑपरेटिंग नेटवर्क को परेशान किए बिना उपकरणों को जोड़ना और निकालना बहुत आसान बनाती है। क्योंकि फाउंडेशन एच. एस. ई. अपरिवर्तित ईथरनेट पर आधारित है, मानक ईथरनेट उपकरणों का उपयोग स्थापना योग्यता, परीक्षण और समस्या निवारण के लिए किया जा सकता है। ये उपकरण संचार समस्याओं के समाधान में तेजी लाते हैं। फाउंडेशन एच. एस. ई. बेहतर समस्या निवारण उपकरणों द्वारा समर्थित है जो आर. एस. 485 और कोएक्स के लिए उपलब्ध नहीं हैं। चूँकि फाउंडेशन एच. एस. ई. यू. डी. पी. और टी. सी. पी. पर आधारित है, इसलिए एस. एन. एम. पी., आर. एम. ओ. एन. आदि को नियोजित करने वाले मानक नेटवर्क प्रबंधन उपकरणों का उपयोग किया जा सकता है। इसी तरह, डी. एच. सी. पी. के समर्थन सहित परिचित आई. पी. संबोधन का उपयोग किया जाता है। मापदंड संचार लाइन बिना रिपीटर के 1900 मीटर या चार अनुमत रिपीटर के साथ 9500 मीटर तक फैल सकती है। संचार विधियाँ समर्थित संचार विधियाँ हैंः ग्राहक/सर्वर ग्राहक/सर्वर आभासी संचार संबंध (वी. सी. आर.) प्रकार का उपयोग फ़ील्डबस पर उपकरणों के बीच कतारबद्ध, अनिर्धारित, उपयोगकर्ता आरंभ, एक से एक, संचार के लिए किया जाता है। कतारबद्ध होने का अर्थ है कि संदेशों को पिछले संदेशों को अधिलेखित किए बिना, उनकी प्राथमिकता के अनुसार, प्रसारण के लिए प्रस्तुत क्रम में भेजा और प्राप्त किया जाता है। प्रकाशक/अभिदाता प्रकाशक/अभिदाता वी. सी. आर. प्रकार का उपयोग एक-से-कई संचार के लिए किया जाता है। बफ़र्ड का मतलब है कि नेटवर्क के भीतर डेटा का केवल नवीनतम संस्करण बनाए रखा जाता है। नया डेटा पूरी तरह से पिछले डेटा को ओवरराइट कर देता है। रिपोर्ट वितरण रिपोर्ट वितरण वी. सी. आर. प्रकार का उपयोग कतारबद्ध, अनिर्धारित, उपयोगकर्ता द्वारा शुरू किए गए और एक-से-कई संचारों के लिए किया जाता है। इस प्रोटोकॉल का उपयोग मुख्य रूप से एनालॉग और असतत प्रक्रिया नियंत्रण उपकरणों के लिए किया जाता है। प्राथमिक लाभ कार्यात्मक खंड अवधारणा द्वारा विन्यास है। बिजली की आपूर्ति फाउंडेशन फील्डबस का बड़ा लाभ यह है कि यह संचार बस पर नियंत्रित उपकरणों तक बिजली स्थानांतरित करने की अनुमति देता है, इसके लिए फाउंडेशन फील्डबस बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता होती है। बिजली की आपूर्ति आम तौर पर 500 एमए करंट के साथ 32 वी. डी. सी. की रेटिंग के साथ अनावश्यक प्रकार की होती है, और ज्यादातर नियंत्रण कक्ष में मार्शलिंग कैबिनेट या सिस्टम कैबिनेट में स्थापित की जाती है। समाप्ति प्रत्येक फील्ड बस खंड को ठीक से संचालित करने के लिए ठीक दो टर्मिनेटर की आवश्यकता होती है। टर्मिनेटरों को श्रृंखला में 1 μF संधारित्र और 100 ω प्रतिरोधक के बराबर होने के लिए डिज़ाइन किया गया है। टर्मिनेटर फील्डबस करंट (उपकरण संचार) को बंद करने और विद्युत परावर्तन से बचाने सहित कई उद्देश्यों को पूरा करते हैं। टर्मिनेटर का प्राथमिक कार्य नियंत्रण नेटवर्क के लिए एक वर्तमान शंट के रूप में कार्य करना है। फील्डबस संचार अपने वर्तमान ड्रॉ को संशोधित करने वाले क्षेत्र उपकरण द्वारा काम करता है। जब उपकरणों को डेटा संचारित करने की आवश्यकता होती है, तो एफ. एफ. उपकरण वर्तमान सिंक के रूप में कार्य करेंगे। उपकरण एक उच्च संकेत (1,1) का प्रतिनिधित्व करने के लिए कम धारा खींचेंगे और कम संकेत (0, शून्य) का प्रतिनिधित्व करने के लिए अधिक धारा खींचेंगे। चूँकि एफ. एफ. उपकरणों की मॉड्यूलेटिंग धारा 15 एम. ए. और 20 एम. ए. शिखर से शिखर के बीच होती है, जबकि इस मॉड्यूलेटिंग धारा के कारण बस में मॉड्यूलेटिंग वोल्टेज 0.75 वी. और 1 वी. शिखर से शिखर के बीच होता है। यह 0.75 और 1 V केवल 15 mA x 50 ω का परिणाम है जो 0.75 V और 20 mA x 50 ω के बराबर है जो 1 V के बराबर है। क्योंकि सभी उपकरण एक ही केबल का उपयोग करते हैं, केवल एक उपकरण किसी भी समय एक संदेश संचारित कर सकता है। टर्मिनेटर की उचित संख्या के बिना, संकेत स्तर विनिर्देशन से बाहर हो जाएगा और नेटवर्क को बाधित कर सकता है। टर्मिनेटर का एक अन्य कार्य विद्युत परावर्तन के प्रभाव को कम करना है। आंतरिक रूप से सुरक्षित फील्डबस बाजार में कई आंतरिक रूप से सुरक्षित फील्डबस प्रौद्योगिकियां हैं। सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले हैंः इकाई बाधा अवधारणा यह डिज़ाइन सामान्य क्षेत्र बाधाओं की अवधारणा को लेता है जिसका एनालॉग सिग्नल दुनिया (4-20 mA) में सफलतापूर्वक उपयोग किया गया है। ये बाधाएं एक अचूक प्रतिरोधक (तार-घाव), जेनर डायोड और एक फ्यूज का उपयोग करती हैं, और एक अच्छी आंतरिक रूप से सुरक्षित जमीन की आवश्यकता होती है। जबकि यह बाधा क्षेत्र 0/1 सभी गैस समूहों (वर्ग I डिवीजन 1 सभी गैस समूहों) के लिए पर्याप्त सीमित ऊर्जा प्रदान करती है, यह फील्डबस खंड के लिए केवल 80 एमए प्रदान करती है। यह आशावादी रूप से केवल चार फील्डबस उपकरणों को शक्ति प्रदान कर सकता है जो आम तौर पर 15-26 mA लेते हैं। एंटिटी बैरियर अवधारणा सुरक्षित है, लेकिन इसकी कम बिजली सीमाएं और इंजीनियरिंग आवश्यकताएं बस प्रौद्योगिकी का उपयोग करने के कई लाभों को प्रभावी ढंग से समाप्त कर देती हैं। एफ. आई. एस. सी. ओ. फील्डबस आंतरिक रूप से सुरक्षित अवधारणा (एफ. आई. एस. सी. ओ.), जिसे पहली बार पी. टी. बी. (फिजिकालिस्च-टेक्निशे बुंडेसैंस्टाल्ट, जर्मनी का राष्ट्रीय मेट्रोलॉजिकल संस्थान) द्वारा खतरनाक क्षेत्रों में फील्डबस खंड को उच्च शक्ति प्रदान करने के लिए एक विधि के रूप में विकसित किया गया था। एफ. आई. एस. सी. ओ. अवधारणा फील्डबस खंड के पूरे परिपथ पर विचार करती है। एफ. आई. एस. सी. ओ. प्रणाली में गैस समूह ए और बी (आई. आई. सी.) में अधिकतम कुल केबल लंबाई 1 कि. मी. और गैस समूह सी और डी (आई. आई. ए. और आई. आई. बी.) में 1 कि. मी. है, जबकि गैस समूह ए से डी (आई. आई. सी., आई. आई. बी. और आई. आई. ए.) के लिए अधिकतम स्वीकृत स्पर लंबाई (सेगमेंट जंक्शन बॉक्स/प्रोटेक्टर से लंबाई) 60 मीटर है। पावर कंडीशनर पर भी अतिरिक्त प्रतिबंध लगाए गए हैं। फिस्को बिजली आपूर्ति में लोड-शेयरिंग अनावश्यक बिजली कंडीशनर की अनुमति नहीं है। कार्यान्वयन से पहले एक मानक के लिए उपकरणों को प्रमाणित करना, उन्हें इकाई दृष्टिकोण द्वारा आवश्यक इंजीनियरिंग आवश्यकताओं के बिना प्रणालियों में एकीकृत करने की अनुमति देता है। यह तब एफ. आई. एस. सी. ओ. बिजली आपूर्ति को एंटिटी बैरियर समाधान की तुलना में अधिक बिजली (और प्रति खंड अधिक उपकरणों की अनुमति) उत्पन्न करने की अनुमति देता है। इस समाधान की अड़चन यह है कि इसके लिए उपकरणों, केबलों और बिजली कंडीशनरों सहित प्रणाली के प्रत्येक भाग को एफ. आई. एस. सी. ओ. के अनुरूप होने की आवश्यकता होती है और एफ. आई. एस. सी. ओ. डिजाइन और स्थापना नियमों का सख्ती से पालन किया जाता है। हालांकि यह एंटिटी बैरियर दृष्टिकोण की तुलना में अधिक शक्ति प्रदान करता है, फिर भी सिस्टम प्रति खंड केवल चार से पांच उपकरणों का समर्थन कर सकता है क्योंकि ट्रंक करंट 115 एमए तक सीमित है। फील्ड बैरियर्स के साथ एच. पी. टी. आंतरिक रूप से सुरक्षित अनुप्रयोगों के लिए एक और हालिया वृद्धि क्षेत्र-आधारित फील्ड बैरियर्स (एफ. बी.) के साथ हाई पावर ट्रंक (एच. पी. टी.) है, जो ट्रंक के बजाय स्पर पर शक्ति को सीमित करता है। यह विधि खतरनाक स्थितियों में फील्डबस के अंतिम उपयोगकर्ताओं के लिए समीकरण को महत्वपूर्ण रूप से बदल देती है। यह उपलब्ध शक्ति की मात्रा को बढ़ाता है और इसलिए एक खंड पर जुड़े उपकरणों की संख्या को बढ़ाता है। यह अंतिम उपयोगकर्ताओं को एफ. आई. एस. सी. ओ./एंटिटी बैरियर अवधारणा के प्रतिबंधों के बिना अपने ट्रंक केबलों की लंबाई को अधिकतम करने देता है। जबकि एच. पी. टी. मॉडल कुछ महत्वपूर्ण सुधार (फील्डबस खंड में 500 एम. ए.) प्रदान करता है, यह इसके कमियों के बिना नहीं है। फील्ड बैरियर मूल रूप से एक फील्ड-आधारित आइसोलेटेड पावर कंडीशनर है। इसलिए भले ही खंड को मेजबान पर लोड-शेयरिंग रिडंडेंट पावर कंडीशनर द्वारा संचालित किया जा सकता है, व्यावहारिक एम. टी. बी. एफ. (मीन टाइम बिफोर फेल्योर) अभी भी एक ही पावर कंडीशनर का है, क्योंकि अधिकांश क्षेत्र बाधाएं रिडंडेंट नहीं हैं। आंतरिक रूप से सुरक्षित-उच्च शक्ति ट्रंक/उच्च शक्ति आंतरिक रूप से सुरक्षित ट्रंक (एच. पी. आई. एस. टी.) उच्च शक्ति आई. एस. ट्रंक (एच. पी. आई. एस. टी.) तकनीक सभी उपकरणों (एफ. आई. एस. सी. ओ. और इकाई) और खतरनाक क्षेत्रों और प्रभागों के लिए इसका उपयोग करने की क्षमता के साथ-साथ स्थापना में सुरक्षा और सरलता का एक उन्नत स्तर प्रदान करती है। यह खतरनाक क्षेत्रों में स्थित क्षेत्रों में लगभग 350 एम. ए. आई. एस. बिजली पहुंचाता है। यह एक विभाजित-वास्तुकला डिजाइन का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है जो सुरक्षित क्षेत्र (बिजली आपूर्ति रैक) में स्थित एक आइसोलेटर कार्ड में बाधा के हिस्से को रखता है और दूसरे हिस्से को फील्ड-माउंटेड डिवाइस कपलर/सेगमेंट के प्रत्येक स्पर्स में रखता है। आइसोलेटर में बैरियर 350 एमए को ट्रंक केबल के माध्यम से स्पर/जंक्शन बॉक्स तक खंड के माध्यम से चलाने की अनुमति देता है। चूँकि अचूक प्रतिरोधकों का उपयोग किया जाता है, इसलिए जोन 0/1 या 2 के उपकरणों को सीधे जोड़ा जा सकता है। 350 एम. ए. होने के कारण, अब उपयोगकर्ता आंतरिक सुरक्षा बनाए रखते हुए 500 मीटर पर 16 फील्डबस उपकरणों (प्रत्येक 20 एम. ए.) को शक्ति प्रदान कर सकते हैं। विकास यह प्रोटोकॉल फील्डकॉम समूह द्वारा विकसित, उन्नत और समर्थित है कंप्यूटर नेटवर्किंग कंप्यूटर विज्ञान संदर्भ देखें बाहरी लिंक http://www.fieldbus.org http://www.pepperl-fuchs.com औद्योगिक कंप्यूटिंग सीरियल बसें