Fieldbus (Bus de Campo) es el nombre de una familia de protocolos industriales de redes informáticas utilizados para redes de control industrial en tiempo real, estandarizado como norma IEC 61158. Es una manera de conectar los instrumentos en una planta de fabricación. Fieldbus puede trabajar en estructuras de red que normalmente permite la conexión de topologías de red en cadena, estrella, anillo, ramas, árboles.
Los encargados de desarrollar estos protocolos fueron un consorcio de industrias que se denominaron "Fieldbus Foundation (Fundación Fieldbus)", que sin fines de lucro, buscaron integrar las comunicaciones a niveles de campo.
Fieldbus Foundation representa los principales proveedores de la industria de automatización de procesos y los usuarios finales en todo el mundo. Han asumido un papel de liderazgo en el desarrollo de buses de campo de las comunicaciones digitales y las arquitecturas de sistemas integrados basados en normas regionales e internacionales.
La Fundación Fieldbus ha dado varios pasos para adquirir la madurez y la aceptación para su tecnología. A continuación algunos acontecimientos que se han dado en este camino.
Finalización de las especificaciones del anteproyecto H1, mayo de 1995.
Demostración de la tecnología H1 en Monsanto Chocolate Bayou, octubre de 1996.
El registro de los primeros productos Fieldbus H1, septiembre de 1998.
Finalización de los proyectos de especificación preliminar del Ethernet de alta velocidad (HSE), septiembre de 1999.
El registro de los primeros dispositivos de enlace HSE, mayo de 2001.
Demostración de HSE y los bloques flexibles de función (ICAR), mayo de 2005.
Finalización de las especificaciones del protocolo SIF, 2005.
Demostración de la Tecnología de SIF en "Shell Global Solutions", Amsterdam, mayo de 2008.
Internacionalmente, las asociaciones de usuarios finales, tales como NAMUR (Alemania) y Jemima (Japón) han expresado su apoyo a la Fundación. Así también esta estandarización fue reconocida por organismos internacionales de gobierno, como:
ANSI / ISA, septiembre de 1992
IEC, diciembre de 1999
CENELEC, marzo de 2000
Hay dos partes importantes de la arquitectura del sistema Fieldbus: la interconexión y aplicación. La interconexión se refiere a la transmisión de datos desde un dispositivo a otro, puede ser un dispositivo de campo, operador de consola o un configurador. Esta es la parte del protocolo de comunicación de bus de campo.
La aplicación es la función de automatización que el sistema realiza. Mediante la estandarización de parte de la aplicación, Fieldbus ha ido más lejos que cualquier otro estándar de comunicación, garantizando la interoperabilidad entre los productos.
Información general
La arquitectura de aplicación de Fieldbus se apoya en la distribución de las tareas de automatización a los dispositivos de campo que están interconectados a una red. Las funciones más básicas realizadas por un dispositivo se modelan como bloques. Los bloques cooperan y se interconectan entre sí, apoyando a la propagación de parámetros entre los dispositivos, y el operador.
La arquitectura de interconexión Fieldbus se basa en un subconjunto de tres capas de la arquitectura OSI (interconexión de sistemas abiertos), modelo de referencia elaborado por la ISO (International Organization for Standardization). Los modelos de la aplicación OSI, la gestión del sistema, así como también la arquitectura de aplicación de Fieldbus, se basan en conceptos de Programación Orientada a Objetos (POO). Ambas modelos, OSI y OOP se utilizan para simplificar la comprensión de la funcionalidad de fieldbus.
Modelo OSI
El modelo de referencia OSI es un estándar reconocido internacionalmente para arquitecturas de red en la que se basan las redes abiertas. El estándar se ha desarrollado como un modelo para las telecomunicaciones en todos los niveles. Todas las funciones (tales como: hacer frente a las instalaciones, la comprobación de errores y codificación y decodificación) de una red se han agrupado en conjuntos lógicos llamados capas, que en total son siete. La parte de la aplicación realizada por el sistema, se realiza en un dispositivo que se llama el proceso de aplicación (AP). Una capa de la pila sólo interactúa con las capas inmediatamente por encima y por debajo.
Figura 1. Pila de protocolos OSI
Desde la capa 3 a la 6 no se utilizan en Fieldbus. Esta simplificación hace de Fieldbus más rápido y más fácil de implementar en dispositivos con potencia de procesamiento limitada, como instrumentos de campo.
Las tres capas donde Fieldbus se soporta y algunas características funcionales son:
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