Фонд полевой шины

Fieldbus Foundation — это организация, занимающаяся разработкой единого международного совместимого полевой шины стандарта . Он был создан в сентябре 1994 года в результате слияния WorldFIP North America и Interoperable Systems Project (ISP). Fieldbus Foundation представлял собой некоммерческий торговый консорциум, в который входили более 350 мировых поставщиков и конечных пользователей продуктов для управления процессами и автоматизации производства . Работая вместе, эти компании внесли свой вклад в разработку стандартов IEC /ISA/FDI и других стандартов полевых шин.

В отличие от проприетарных сетевых протоколов, Foundation Fieldbus не принадлежит какой-либо компании. Это открытая, совместимая [полевая шина], основанная на по стандартизации Международной организации семиуровневой модели взаимодействия открытых систем (OSI/ISO) . Спецификация Foundation совместима с официально утвержденным SP50 проектом стандартов Общества приборов, систем и автоматизации (ISA) и Международной электротехнической комиссии (IEC).

С момента своего создания Fieldbus Foundation взяла на себя ведущую роль в разработке цифровой связи полевых шин и интегрированной системной архитектуры на основе региональных и международных стандартов. История фонда была историей роста и достижений, поскольку решения управления на базе полевой шины получили широкое признание на мировом рынке автоматизации.

Истоки технологии

В 1980-х годах значительные усилия были направлены на разработку стандарта цифровой связи для полевых устройств. Надо отдать должное членам комитета ISA SP50, которые потратили годы на определение технических требований и достижение консенсуса в отношении цифровой полевой шины. Тем временем ведущие поставщики систем управления процессами начали работу над собственными стандартами цифровой связи. Эти многочисленные усилия привели к появлению нескольких конкурирующих протоколов, ни один из которых не мог работать вместе.

Консенсус в отрасли

В конце 1994 года путь полевых шин принял новое, многообещающее направление. Два параллельных консорциума поставщиков – InterOperable Systems Project (ISP) и WorldFIP North America – объединились и образовали Fieldbus Foundation. Новая организация сразу же внесла критическую массу в усилия по достижению международно-приемлемого стандарта полевой шины. Фонд организовал программы разработки, провел полевые испытания и учредил самую строгую в отрасли программу тестирования и регистрации устройств полевой шины. Производители, конечные пользователи, академические учреждения и другие заинтересованные стороны стали членами Fieldbus Foundation и разработали открытые, непатентованные спецификации, известные как Foundation Fieldbus . Это передовое решение цифровой связи было разработано с нуля для поддержки критически важных приложений управления, где необходима правильная передача и обработка данных. Технология Foundation была создана для замены несовместимых сетей и систем открытой, полностью интегрированной архитектурой для интеграции информации и распределенного управления в реальном времени. Благодаря технологии Foundation пользователи получили возможность реализовать тесно интегрированное цифровое управление на основе унифицированной системной архитектуры и высокоскоростной магистрали для работы предприятия. Это, в свою очередь, устранило ранее существовавшие ограничения на совместимость устройств и подсистем.

Вехи

Fieldbus Foundation достигла многих важных вех на пути к зрелости и успеху технологий Foundation. В их число вошли:

• Завершение проекта предварительных спецификаций H1, май 1995 г.
• Демонстрация технологии H1 в Monsanto Chocolate Bayou, октябрь 1996 г.
• Регистрация первых продуктов полевой шины H1, сентябрь 1998 г.
• Завершение проекта предварительных спецификаций High Speed ​​Ethernet (HSE), сентябрь 1999 г.
• Регистрация первых устройств связи HSE, май 2001 г.
• Демонстрация HSE и гибких функциональных блоков (FFB) в ISP Lima, май 2005 г.
• Завершение разработки спецификаций протокола SIF, 2005 г.
• Демонстрация технологии Foundation for Safety Instrumented Functions (SIF) в Shell Global Solutions, Амстердам, май 2008 г.
• Регистрация первого кабеля полевой шины H1, октябрь 2008 г.
• Запуск совместной инициативы с ISA по внедрению беспроводных транзитных сетей, октябрь 2008 г.
• Выпуск окончательных технических спецификаций SIF, январь 2009 г.
• Объявление о первых учебных заведениях, предлагающих сертифицированное обучение Foundation Fieldbus, март 2009 г.
• Fieldbus Foundation присоединяется к расширенной отраслевой инициативе интеграции полевых устройств (FDI), декабрь 2009 г.
• Регистрация первых устройств полевой шины с расширенной полевой диагностикой, ноябрь 2010 г.
• Выпуск предварительной спецификации удаленного ввода-вывода High Speed ​​Ethernet (HSE-RIO), декабрь 2010 г.
• Регистрация первых хостов с профилем хоста 61b, апрель 2011 г.
• Анонс решения Foundation for Remote Operations Management (ROM), декабрь 2011 г.
• Регистрация первых изолированных соединителей устройств H1, сентябрь 2012 г.
• Утверждение модели архитектуры беспроводной транзитной сети, разработанной совместно с ISA
• Первая полевая демонстрация технологии Foundation for ROM, проведенная Petrobras в Бразилии, апрель 2013 г.
• Запуск проекта Gemstone, призванного упростить автоматизацию цифровой полевой шины, май 2013 г.

Решающее значение для принятия этой технологии в отрасли имела ее стандартизация признанными международными руководящими органами. К ним относятся:

• Американский национальный институт стандартов (ANSI)/Международное общество автоматизации (ISA), сентябрь 1992 г.
• Международная электротехническая комиссия (МЭК), декабрь 1999 г.
• Европейский комитет по электротехнической стандартизации (CENELEC), март 2000 г.

МЭК проголосовала за включение спецификаций Foundation H1 и HSE в международный стандарт полевой шины IEC 61158. Техническое бюро CENELEC добавило спецификации Foundation H1 к евронорме EN 50170 . Кроме того, Foundation H1 является единственной реализацией стандарта ANSI/ISA-50.02.

Фонд инструментальных функций безопасности (SIF)

Проект развития SIF, созданный Фондом Fieldbus Foundation, достиг своей первой важной вехи в конце 2003 года, когда общая концепция системы была одобрена TÜV Rheinland Industrie Service GmbH, подразделением автоматизации, программного обеспечения и информационных технологий, глобальным, независимым и аккредитованным испытательным агентством. В 2006 году фонд объявил, что TÜV предоставил сертификат типа протокола для своих спецификаций полевых шин. Сертификат типа TÜV помогает удовлетворить растущий во всем мире спрос на коммерческие, основанные на стандартах приборы безопасности, включающие технологии Foundation. Основа технологии SIF соответствует строгим требованиям стандарта IEC 61508 по функциональной безопасности электрических, электронных и программируемых электронных систем, связанных с безопасностью, вплоть до уровня полноты безопасности (SIL) 3 включительно. Кроме того, конечные пользователи могут создавать системы в соответствии со стандартом IEC 61511, охватывающим функциональную безопасность SIF в перерабатывающих отраслях (IEC 61511 доступен как стандарт ANSI/ISA-84.00.01-2004). Международные ассоциации конечных пользователей, такие как NAMUR (Германия) и JEMIMA (Япония), выразили поддержку технологии Foundation и предоставили информацию от сообщества конечных пользователей, которая помогла в разработке спецификаций. Одобрение и поддержка со стороны ключевых международных отраслевых организаций дали пользователям уверенность в том, что их инвестиции в решения управления Фондом основаны на признанных мировых стандартах.

Фонд управления удаленными операциями (ROM)

Одним из наиболее быстрорастущих сегментов в мире автоматизации процессов является удаленное управление операциями. Как следует из названия, удаленные операции относятся к управлению средствами автоматизации, которые расположены или рассредоточены по удаленным географическим точкам, куда трудно или невозможно направить персонал. Это не ограничивается удаленными морскими нефтяными платформами и нефте- и газопроводами. Сюда также могут входить резервуарные парки и терминалы, сооружения для очистки воды и сточных вод, а также любая отрасль или приложение, требующее удаленного доступа к средствам автоматизации. Foundation for Remote Operations Management (ROM) — это набор технологий и дополнений к спецификации Foundation Fieldbus, которые обеспечивают как беспроводная, так и проводная инфраструктура для удаленных активов и приложений. Foundation for ROM обеспечивает прямой доступ к информации и диагностике беспроводных и удаленных устройств ввода-вывода. И наоборот, Foundation for ROM может брать данные с этих устройств и помещать их в среду Foundation Fieldbus для управления данными и обеспечения их качества. Foundation Fieldbus — это гораздо больше, чем просто протокол связи. Пользовательский уровень обеспечивает все виды гибкости и стандартизации управления данными, и все это построено на требованиях автоматизации процессов. Foundation for Remote Operations Management обеспечивает открытый путь для интеграции множества беспроводных и проводных сетей, от обычного удаленного ввода-вывода до ISA 100.11a и Беспроводной протокол HART™ и обеспечивает прямой доступ к информации и диагностике устройства. Он расширяет диапазон и возможности полевой шины Foundation, охватывая гораздо больше устройств на предприятии — независимо от их коммуникационной технологии.

Интеграция удаленного ввода-вывода

Интерфейс для обычного проводного удаленного ввода-вывода и проводного HART, получивший название RIO, был запущен еще в 2007 году. Спецификация удаленного ввода-вывода HSE (HSE RIO) позволяет конечным пользователям получать доступ к устройствам с высокими требованиями к данным непосредственно в хост-системе полевой шины через HSE. высокоскоростная полевая шина. Спецификация удаленного ввода-вывода позволяет легко внедрить все формы обычного ввода-вывода в среду полевой шины. Это решение делает дискретный вход, дискретный выход, аналоговый вход, аналоговый выход и Foundation H1 доступными в общей сети Ethernet. Fieldbus Foundation выпустила часть спецификации, посвященную удаленному вводу-выводу, в апреле 2011 года.

Интеграция проводного и беспроводного протокола HART

В сентябре 2011 года Fieldbus Foundation объявила о предварительной спецификации, касающейся блоков датчиков полевой шины для проводных и беспроводных устройств HART HART, а также об обновлениях системной архитектуры WIO и структур данных WIO, связанных со спецификацией блоков датчиков. Техническая спецификация проводного и беспроводного HART определяет блок преобразователей полевой шины, используемый для представления устройств HART в рамках Foundation для устройств ПЗУ. как проводные HART-устройства, так и беспроводные В этом блоке могут быть представлены HART-устройства. Кроме того, спецификация описывает ожидаемый метод доступа инструментов HART-конфигурации и хостов управления активами к устройствам HART с использованием собственного протокола команд HART, передаваемого через сеть Foundation High Speed ​​Ethernet (HSE). Спецификация также определяет структуры для идентификации и поддержания статуса устройства HART в проводных многоабонентских сетях, а также в беспроводных ячеистых сетях HART, подключенных к устройствам Foundation for Remote Operations Management.

Интеграция ISA 100.11a

Фаза проекта ISA 100.11a также позволила добиться значительного прогресса в интеграции беспроводной сенсорной сети ISA 100.11a в инфраструктуру Foundation Fieldbus. Проект предварительной спецификации уже завершен, предварительная спецификация, испытания и окончательная спецификация должны быть завершены в течение года. Подобно устройствам Wireless HART, устройства ISA 100.11a будут представлены в виде блоков преобразователей в устройствах Foundation ROM.

Команда HSE Backhaul

В конце 2008 года Fieldbus Foundation и ISA заключили соглашение о перекрестном лицензировании, позволяющее двум организациям сотрудничать в беспроводных сетях. Это соглашение поможет рабочей группе ISA100.15 в разработке стандарта беспроводной транзитной связи. Транспортные сети объединяли удаленные местоположения и приложения с центральными средствами управления. Спецификация Foundation for ROM предусматривает использование HSE в качестве транспортной сети для удаленных приложений, доступной как в проводной, так и в беспроводной конфигурации. Будущая интеграция

Дополнительные сети

Foundation for ROM позволяет в будущем интегрировать другие сети, помимо ISA 100.11a, Wireless HART и других. Будущие кандидаты включают такие сети, как Modbus. Будущий потенциал интеграции огромного разнообразия сетей безграничен.