FOUNDATION Fieldbus와 기존 시스템의 비교

FOUNDATION Fieldbus (FF)는 프로세스 컨트롤 센서, 액추에이터, 컨트롤 디바이스를 위한 로컬 영역 네트워크(LAN)입니다. 이는 많은 대기업의 프로그램 가능한 로직 컨트롤러(PLC)를 연결하는 독점 네트워크를 대체할 수 있는 디지털 양방향 멀티 드롭 네트워크입니다. 기존 시스템에서 컴퓨터 또는 비용이 많은 컨트롤러 유닛을 사용하면 디바이스의 네트워크를 컨트롤할 수 있습니다. 최근 몇 년 동안 일부 회사는 디바이스에 더 많은 지능을 포함하는 인스트루먼트 시스템을 개발했습니다. 이러한 시스템의 주요 단점은 독점적이기 때문에 상호 운용성이 없다는 점입니다. PROFIBUS 및 HART와 같은 다른 개방형 계측 표준이 있지만, 이러한 프로토콜은 컨트롤을 구현하지 않습니다. 그러나 별도의 컨트롤러가 필요합니다. FF는 필드 디바이스가 입력/출력과 컨트롤을 모두 실행할 수 있도록 허용하는 개방형 표준입니다.

이 시장의 기존 시스템은 디바이스를 제어하는 신호 레벨로 이름을 붙인 4-20 mA 시스템으로 알려져 있습니다. 이 디바이스는 입력 측정을 수행하고 컨트롤 유닛에 정보를 보내 처리합니다. 그 후 컴퓨터는 필요한 계산을 수행하고 디바이스의 출력을 알려줍니다. 디바이스의 시리얼 번호를 얻거나 현장에서 디바이스를 교정하거나 테스트하려면, 사용자가 물리적인 디바이스로 걸어서 가거나 운전해야 합니다. FF에서는 이러한 타입의 작업을 컨트롤 룸에서 직접 수행할 수 있습니다. 컨트롤을 실행하는 컴퓨터가 작동하지 않으면 어떻게 해야 합니까? 기존 시스템에서 디바이스는 미리 정의된 장애 방지 모드로 전환되며, 컴퓨터와의 통신이 다시 시작될 때까지 펌프, 밸브, 기타 장비는 대화식 컨트롤 없이 유지됩니다. FF에서 컨트롤은 디바이스 레벨로 내려갑니다. 설정을 다운로드한 후, 모니터링 컴퓨터의 연결이 끊겼더라도 컨트롤 루프(예를 들어, PID 루프)는 계속해서 작동합니다.

	4-20 mA 시스템	Smart Instruments	FOUNDATION Fieldbus
교환성 및 상호 운용성	개방형, 상호 운용 가능, 교환 가능.	고유, 상호 운용성 제한, 교환성 없음	개방형, 상호 운용 가능, 교환 가능.
장비의 종류 및 가용성	다양한 제품. 여러 공급업체.	제한적입니다. 고객은 한 공급업체의 제품만 사용할 수 있습니다.	실제 FF 디바이스는 제한되지만 증가합니다. 그러나 표준 4-20 mA 디바이스를 FF 네트워크에 통합하는 방법에는 여러 가지가 있습니다.
통신	변수 한 개. 한 방향으로	여러 변수. 양방향	여러 변수. 양방향
와이어링	포인트별로	포인트 대 포인트 또는 멀티 드롭	멀티 드롭

^{테이블 1:}  FOUNDATION Fieldbus와 기존 시스템의 비교.

• 기존 꼬임 와이어링 사용
• 기존 터미널 블록 사용
• 유사한 와이어링 방법
• 내부 안전(IS) 요구사항을 제공합니다(위험 지역의 경우)
• 전원 공급 장치 중복 기능 제공
• 루프 전원공급 인스트루먼트 활성화

• FF 통신은 디지털이며, 4-20 mA 통신은 아날로그
• FF는 필드 디바이스를 병렬로 연결하며, 4-20 mA는 필드 디바이스를 직렬로 연결
• FF는 각 끝에 종단(저항 및 커패시터)이 있어야 함
• FF는 임피던스가 일치하는 전원 공급 장치를 필요로 합니다

• 분산 컨트롤, 즉 모니터링 컴퓨터가 컨트롤을 수행하지 않는다는 것을 의미합니다. 이는 디바이스 자체로 내려갑니다.
• 개방형 표준, 즉 고객이 다른 제조업체에서 제품을 선택할 수 있음을 의미합니다. Fieldbus Foundation은 FOUNDATION Fieldbus 스펙을 정의하고 제품이 표준을 준수하는지 인증하는 조직입니다. 이렇게 하면 서로 다른 제조업체의 제품을 교환하여 사용할 수 있습니다. Fieldbus Foundation은 사용자가 새로운 디바이스를 네트워크에 연결하고 설정하는 방법을 표준화했습니다. 이 시스템의 빌딩 블록은 디바이스 설명(DD)입니다. DD는 디바이스와 디바이스의 기능에 대해 설명합니다. DD를 사용하면 FF 인증 디바이스를 네트워크에 연결하고, 제조업체가 제공하는 DD 파일을 설정에 반입하여 실행할 수 있습니다. 적절한 리소스를 가진 회사는 다른 모든 FF 인증 디바이스와 소프트웨어와 호환되는 FF 디바이스를 만들 수 있습니다(호환성 테스트를 통과하면).
• 기존 4-20 mA 와이어링을 사용할 수 있는 기능.
• 와이어 연결 비용을 크게 줄입니다. 여러 신호와 전원을 전달할 수 있는 꼬임 와이어 쌍이 하나만 필요하며, 어느 지점에서든 디바이스를 네트워크에서 놓을 수 있습니다. FF는 여러 디바이스를 연결하기 위해 하나의 와이어 세트만을 필요로 하기 때문에, 디바이스당 한 쌍의 와이어가 필요한 4-20 mA 시스템의 와이어 연결 비용을 크게 절감합니다. 대부분의 디바이스는 버스 전원을 공급할 수 있는 옵션이 있지만, 이 옵션은 모든 디바이스에 제공되는 것은 아닙니다.
• 컨트롤러 및 기타 하드웨어의 필요성 감소.

다음 그림은 와이어링 및 하드웨어 요구사항이 감소된 것을 보여줍니다. 기존의 구현에서는 3개의 장벽과 3개의 와이어 세트에 대해 각 디바이스에 대해 하나의 IS 배리어와 와이어 세트가 필요합니다. FOUNDATION Fieldbus 구현은 하나의 IS 막대와 여러 디바이스를 위한 하나의 와이어 세트만 필요로 합니다.