Comparaison des systèmes FOUNDATION Fieldbus et traditionnels

FOUNDATION Fieldbus (FF) est un réseau local (LAN) pour les capteurs de contrôle de processus, les actionneurs et les périphériques de contrôle. Il s’agit d’un réseau numérique, bidirectionnel et de dépôt multiple positionné pour remplacer les réseaux propriétaires qui connectent les automates programmables industriels (APL) de nombreuses grandes entreprises. Dans les systèmes traditionnels, un ordinateur ou une unité de contrôle coûteuse permet de contrôler le réseau de périphériques. Ces dernières années, certaines entreprises ont développé des systèmes d’instruments avec plus d’intelligence intégrée dans les appareils. Le principal inconvénient de ces systèmes est qu'ils sont propriétaires et ne sont donc pas interopérables. Il existe d'autres normes d'instrumentation ouvertes, telles que PROFIBUS et HART, mais ces protocoles n'implémentent pas de contrôle -- un contrôleur distinct est toujours nécessaire. FF est une norme ouverte qui permet aux périphériques de terrain d'exécuter à la fois l'entrée/sortie et la commande.

Les systèmes traditionnels sur ce marché sont appelés systèmes 4-20 mA, ainsi nommés pour les niveaux de signal qui contrôlent les périphériques. Ces périphériques prennent des mesures en entrée et envoient les informations à une unité de contrôle pour traitement. L'ordinateur effectue ensuite les calculs nécessaires et indique aux périphériques quelles doivent être leurs sorties. Pour obtenir le numéro de série d'un périphérique ou pour étalonner ou tester un périphérique sur le terrain, une personne devrait marcher (ou conduire) jusqu'au périphérique physique. Avec FF, ce type de choses peut être fait directement depuis la salle de contrôle. Que faire si l'ordinateur qui exécute la commande tombe en panne ? Dans un système traditionnel, les périphériques passeraient en mode sans échec prédéfini, laissant les pompes, vannes et autres équipements sans aucun contrôle interactif jusqu'à ce que la communication avec l'ordinateur reprenne. Avec FF, le contrôle est ramené au niveau du périphérique. Après avoir téléchargé la configuration, votre boucle de contrôle (une boucle PID, par exemple) continue à fonctionner même si l'ordinateur de surveillance est déconnecté.

	Système 4-20 mA	Instruments intelligents	FOUNDATION Fieldbus
Interopérabilité et interchangeabilité	OUVERT, interopérable, interchangeable.	PROPRIÉTAIRE, interopérabilité limitée, pas d'interchangeabilité.	OUVERT, interopérable, interchangeable.
Variété et disponibilité des équipements	Grande variété. Plusieurs fournisseurs.	Limité. Le client ne peut utiliser que les offres d'un seul fournisseur.	Les périphériques FF réels sont limités mais en croissance. Il existe cependant de nombreuses façons d'incorporer des périphériques standard de 4 à 20 mA dans un réseau FF.
Communication	Une variable. Une direction.	Plusieurs variables. Dans les deux sens.	Plusieurs variables. Dans les deux sens.
Câblage	Point à point.	Point à point ou dépôt multiple.	Dépôt multiple.

^{Tableau 1 :}  Comparaison de FOUNDATION Fieldbus et des systèmes traditionnels.

• Utilise le câblage à paire torsadée existant
• Utilise des blocs de connexion existants
• Pratiques de câblage similaires
• Prévoit des exigences de sécurité intrinsèque (SI) (pour les zones dangereuses)
• Prévoit la redondance de l’alimentation
• Active les instruments alimentés par boucle

• La communication FF est numérique ; la communication 4-20 mA est analogique
• FF connecte les périphériques de terrain en parallèle ; 4-20 mA connecte les périphériques de terrain en série
• FF nécessite un terminateur à chaque extrémité (résistance et condensateur)
• FF requiert une alimentation adaptée à l’impédance

• Contrôle distribué, ce qui signifie que le contrôle n'est pas effectué par l'ordinateur de surveillance. Il est amené dans les périphériques eux-mêmes.
• Standard ouvert, ce qui signifie qu’un client peut choisir des produits de différents fournisseurs. Fieldbus Foundation est l’organisation qui définit la spécification FOUNDATION Fieldbus et certifie que les produits sont conformes à la norme. Cela garantit que les produits de différents fournisseurs peuvent être utilisés de manière interchangeable. Fieldbus Foundation a standardisé la manière dont l'utilisateur peut introduire de nouveaux périphériques dans le réseau, les configurer et les configurer. La pierre angulaire de ce système est la description du périphérique (DD). Le DD dit tout sur le périphérique et ses fonctionnalités. Le DD vous permet de mettre un périphérique certifié FF sur le réseau, d'importer le fichier DD fourni par le fournisseur dans votre configuration et d'être prêt à s'exécuter. Toute entreprise disposant des ressources appropriées peut fabriquer un périphérique FF (s'il réussit le test d'interopérabilité) qui fonctionnera avec tous les autres périphériques et logiciels certifiés FF.
• La possibilité d'utiliser un câblage existant de 4 à 20 mA.
• Réduction considérable des coûts de câblage. Vous n'avez besoin que d'une paire de fils torsadés qui transportera plusieurs signaux ET une alimentation, et vous pouvez déposer des périphériques du réseau à n'importe quel point. Étant donné que FF ne nécessite qu’un seul jeu de fils pour connecter plusieurs périphériques, cela réduit considérablement les coûts de câblage des systèmes 4-20 mA, qui nécessitaient une paire de fils par périphérique. Notez que la plupart des périphériques, mais pas tous, ont la possibilité d'être alimentés par bus.
• Réduction des besoins en contrôleurs et autres matériels.

La figure suivante illustre la réduction des besoins en câblage et en matériel. Notez que l’implémentation traditionnelle nécessite une barrière SI et un jeu de fils pour chaque périphérique pour un total de 3 barrières et 3 jeux de fils. L'implémentation FOUNDATION Fieldbus ne requiert qu'une barrière SI et un jeu de fils pour plusieurs périphériques.