فیلدباس چیست؟

در این جلسه می‌خواهیم با یکی دیگر از مفاهیم کنترلی به نام فیلدباس آشنا شویم. با ما همراه باشید.

بدون هیچ مقدمه‌ای به سراغ اصل موضوع می‌رویم. فیلدباس چیست؟ فیلدباس در حقیقت یک چیز نیست، بلکه مجموعه‌ای از اجزای مختلف است. گروهی از پروتکل‌های ارتباطی مختلف که در صنعت از آنها استفاده می‌شود.

این پروتکل‌ها طبق سند IEC61158 استاندارد شده‌اند.

اساسا فیلدباس تنها بر روی شبکه‌هایی که می‌توانند توپولوژی‌های مختلفی مانند حلقوی، ستاره‌ای، چندشاخه، زنجیره‌ای و … را بپذیرند، قابل استفاده است.

تا قبل از پیدایش فیلدباس، سیستم‌های کنترل صنعتی با استفاده از پروتکل ارتباط سریال RS232 با هم ارتباط برقرار می‌کردند و خب همانطور که می‌دانید، در این پروتکل ارتباط سریال، تنها دو دستگاه می‌توانستند با هم ارتباط داشته باشند.

امروزه اما ارتباطات فیلدباس را داریم که از این نقطه نظر بیشتر قابل مقایسه با ارتباطات اترنت هستند که به کمک آنها می‌توان دستگاه‌های مختلف را به یک نقطه‌ی مرکزی و از آنجا همه را به کنترلر وصل کرد.

البته فیلدباس خودش بخودی خود یک نوع ارتباط نیست، بلکه همانطور که گفتیم، نامی است که برای اشاره کردن به گروهی از پروتکل‌های ارتباطی به کار می‌رود. پروتکل‌هایی از جمله ControlNet از خانواده‌ی محصولات الن بردلی (Allen Bradley)، مودباس، پروفیباس، EtherCAT ،HART ،CIP و تعدادی دیگر.

مطلب پیشنهادی: آشنایی با RS485 و کاربرد آن در سیستم‌‌های کنترلی صنعتی

یکی از اولین مزایای فیلدباس این است که می‌تواند دستگاه‌هایی که هر کدام در محدوده‌های فیزیکی (جغرافیایی) جداگانه‌‌ای قرار دارند را به هم متصل کند.

برای درک بهتر، تصور کنید که شما تعداد زیادی تجهیزات و دستگاه‌های مختلف داشته باشید که در فواصل دور از یکدیگر قرار داشته باشند و لازم باشد که همه‌ی اینها را با یک کنترلر به هم وصل کرده و مدیریت کنید.

حال اگر سنسورها، سوییچ‌ها، لامپ‌ها، موتورها و دستگاه‌هایی داشته باشید که از قابلیت فیلدباس پشتیبانی کنند، می‌توان آنها را به یک بلوک I/O متصل کرد، سپس آن بلوک را به دستگاهی که مانند یک روتر عمل می‌کند و به آن field distribution device می‌گویند، این دستگاه را به منبع تغذیه‌ی فیلدباس و در نهایت فیلدباس را به PLC متصل کرد.

اما جالب است بدانید که ارتباط بین اجزای چنین شبکه‌ای، یک ارتباط کابلی معمولی است و چیز عجیب و غریبی نیست و تنها براساس اینکه در آن فیلدباس از چه پروتکل‌های استفاده می‌شود، ساختار و توپولوژی اتصال آنها ممکن است متفاوت باشد.

خوبی استفاده از دستگاه‌هایی که قابلیت فیلدباس دارند، این است که کابل‌کشی‌های مدار بسیار کاهش می‌یابد چرا که دیگر لازم نیز مسیرهایی برای ارتباط برگشت از PLC به تک تک دستگاه‌ها نیز تعبیه شود.

مطلب پیشنهادی: تابلو برق یا کنترل پنل الکتریکی چیست؟

بنابراین همانطور که در تصویر زیر می‌بینید، این روش در مواردی که با سیستم‌های گسترده و توزیع شده مواجهیم، روش بسیار مقبولی خواهد بود.

همانطور که احتمالا می‌توانید تصور کنید، در چنین شرایطی سیستم کنترلی شما هم باید ماژول‌های ارتباطی مختلفی داشته باشد که بتواند با تمام این دستگاه‌ها ارتباط برقرار کند.

مثلا اگر از پروتکل ControlNet استفاده شده باشد، لازم است که حتما ماژول ControlNet، اگر از پروفیباس استفاده شده باشد، ماژول پروفی باس و … وجود داشته باشند.

البته معنای این حرف این نیست که هر پروتکلی مختص یکی از سازندگان و تنها قابل استفاده و اتصال به کنترلرهای همان شرکت است. مثلا پروفیباس که یک پروتکل معروف است و به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد، می‌تواند با محصولات زیمنس، الن بردلی، مودیکن (Modicon) و … ارتباط برقرار کند.

در مورد پروتکل مودباس نیز که یک پروتکل جهانی است به همین ترتیب.

و البته بله، برخی پروتکل‌ها هم هستند که چندان با بقیه سازگاری ندارند و تنها مختص ماژول‌های خودشان هستند. مثلا همان ControlNet.

بسیار خب، در پایان و حالا که اینها را دانستید، احتمالا متوجه شده‌اید که در طراحی یک سیستم کنترلی باید دقت‌های فراوانی را لحاظ نمود. مثلا اینکه شبکه‌ی ارتباطی چه باشد، اگر قرار است از فیلدباس استفاده شود، چه ابزارها و تجهیزاتی را انتخاب کنیم و موارد دیگری از این قبیل.