FOUNDATION FIELDBUS จะเป็นการสื่อสารแบบอนุกรม (Series) ด้วยสัญญาณดิจิตอลแบบสองทิศทางระหว่างอุปกรณ์การวัด หรืออีกความหมายหนึ่ง FOUNDATION FIELDBUS เป็นระบบเครือข่ายท้องถิ่น (Local Area Network) สำหรับระบบเครื่องมือวัดและเป็นเครือข่ายท้องถิ่น ที่มีความสามารถในการกระจายการควบคุมต่างๆ ไปอยู่ในอุปกรณ์การวัดต่างๆในเครือข่ายได้ สามารถแสดงการเปรียบเทียบระหว่างระบบเครื่องมือวัดที่ใช้การควบคุมระบบเก่าและระบบ FOUNDATION FIELDBUS ได้ในรูปที่ 1
รูปที่ 1 แสดงระบบเครื่องมือวัดแบบเก่าและแบบ FOUNDATION FIELDBUS
จากรูปที่ 1 จะเห็นได้ว่าระบบเครื่องมือวัดที่ใช้สัญญาณกระแส 4 - 20 mA จะมีศูนย์กลางการควบคุมอยู่ที่ตัวควบคุม (Controller) และมีสายสัญญาณเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์การวัดไปยังอินพุตและเอาต์พุตแบบตัวต่อตัว การควบคุมจะถูกสั่งการมาจากตัวควบคุมทั้งหมด ส่วนในระบบ FOUNDATION FIELDBUS จะใช้เพียงสายสัญญาณเส้นเดียวจากตัวควบคุมไปยังอุปกรณ์การวัดตัวแรกและต่อไปยังตัวต่อไป ชุดคำสั่งควบคุม (Function Block) ในรอบการควบคุม (Control loop) สามารถจะกระจายไปอยู่ในตัวอุปกรณ์แต่ละตัว ซึ่งคุณสมบัติเหล่านี้จะขึ้นอยู่กับความสามารถของอุปกรณ์นั้น ๆ
FOUNDATION FIELDBUS จะสื่อสารโดยใช้โปรโตคอล (Protocol) ที่กำหนดขึ้นโดย OSI (Open System Interconnect) เป็นโมเดลในการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ต่างๆที่ต่ออยู่บนระบบ โดยโปรโตคอลดังกล่าวจะประกอบด้วย 3 ส่วนดังนี้ Physical Layer, Communication Stack และ User Application ในระบบ FOUNDATION FIELDBUS มีบางชั้น (Layer) ที่กำหนดโดย OSI ไม่ได้นำไปใช้งานและมีบางชั้น ถูกกำหนดเพิ่มเติมขึ้นซึ่งสามารถแสดงได้ดังรูปที่ 2
รูปที่ 2 แสดงโปโตคอลของ FOUNDATION FIELDBUS เทียบกับโมเดลของ OSI
พิจารณาจากรูปที่ 2 จะพบว่าโปโตคอลในชั้นที่ 3 - 6 จะไม่ได้ถูกใช้งานในระบบ FOUNDATION FIELDBUS และจะมีส่วนสำหรับติดต่อกับผู้ใช้งาน (User application) เพิ่มขึ้นมาในระบบ FOUNDATION FIELDBUS และตั้งแต่ชั้น 2-7 จะรวมกันเรียกว่า Communication stack ซึ่งสามารถแสดงรายละเอียดของแต่ละชั้นได้ดังนี้
User layer
เป็นส่วนที่จัดเตรียมการสื่อสารระหว่างผู้ใช้งานกับระบบ FOUNDATION FIELDBUS โดยลักษณะของการสื่อสารใน User layer นี้ในระบบของ FOUNDATION FIELDBUS ได้มีการจัดเตรียมรูปแบบของการสื่อสารในรูปแบบของ Block ซึ่งจะประกอบด้วย Resource Block, Transducer Block, Function Block
รูปที่ 3 แสดง User Layer
Device Description File
Device Description หรือ DD file เป็นส่วนของรูปแบบ File ข้อมูลที่บ่งบอกถึงข้อมูลต่าง ๆ ของ เครื่องมือวัดและควบคุม ที่มัน Support อยู่โดยถ้าเปรีบบเทียบกับ Personal Computer ก็เป็นเสมือน Driver ของ Hardware ที่เราได้ทำการติดตั้งเข้ากับ Personal Computer ของเราและด้วยหลักการเดียวกันนี้เองหากมีการเปลี่ยน เครื่องมือวัดและควบคุม ของระบบ FOUNDATION FIELDBUS ที่มี Revision, Model หรือ Brand ที่ต่างไปจาก เครื่องมือวัดและควบคุม ตัวเดิมผู้ใช้งานหรือผู้ดูแลระบบ FOUNDATION FIELDBUS ก็จะต้องทำการ Install DD file ตัวใหม่เข้าไปด้วย
Resource Block
Resource Block เป็นส่วนหนึ่งของ DD File มีหน้าที่ในการ Identify ตัวอุปกรณ์ว่าเป็น Brand อะไร Model เป็นอะไรเป็นส่วนที่อธิบายข้อมูลโดยทั่วไปของ เครื่องมือวัดและควบคุม ตัวนั้น ๆ
Transducer Block
Transducer Block เป็นส่วนที่บอกถึง Model ของตัว Sensor ที่อยู่ภายในอุปกรณ์เป็นส่วนที่ทำหน้าที่ในการวัดการประมวลผลข้อมูลก่อนที่จะส่งหรือรับข้อมูลจากส่วนของ Function Block นอกจากนี้ในส่วนของ Transducer Block ยังทำหน้าที่ในการ Calibration และ การ Permit ให้อุปกรณ์อยู่ในสภาวะที่ทำงานได้หรือสภาวะหยุดการทำงาน (Out off Service)
Function Block
Function Block เป็นส่วนที่ใช้ในเรื่องของการควบคุม โดยในระบบ FOUNDATION FIELDBUS จะเตรียม Function Block ออกมา 2 รูปแบบด้วยกันคือ Standard Function Block และ Application Function Block ในส่วนของ Standard Function Block จะเป็นรูปแบบของ Block ที่ใช้งานโดยทั่วไป เช่นใน Transmitter ทุกตัวจะต้องมี AO Block เพื่อที่จะได้สามารถส่งค่าสัญญาณที่ได้จากการวัดมาสู่ Host ได้หรือใน Valve จะต้องมี AI,AO and PID Block ไม่ว่า Valve นั้นจะเป็น Brand ใดก็ตามเพื่อที่ตัว Valve จะได้สามารถรัค่าสัญญาณที่สั่งจาก Host เข้ามาทำการเปิดปิดตัว Valve ได้ส่วน Application Function Block จะเป็น Block ที่ทางผู้ผลิต เครื่องมือวัดและควบคุม เป็นผู้ที่ใส่เพิ่มเข้ามาเป็นลักษณะของ Option ให้กับทาง Owner
Physical Layer
ในชั้นนี้จะเป็นโครงสร้างของระบบ FOUNDATION FIELDBUS และใช้เป็นส่วนเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ทุกตัวในระบบเข้าด้วยกันเพื่อใช้เป็นเส้นทางเดินของสัญญาณ โดยทั่วไปจะใช้สายไฟแบบปกติเหมือนกับระบบควบคุมทั่วไปซึ่งจะถูกกำหนดโดย IEC และ ISA โครงสร้างของระบบ FOUNDATION FIELDBUS ยังจะถูกแบ่งออกเป็นระดับตามความเร็วในการสื่อสารข้อมูลซึ่งเรียกว่า H1 Fieldbus และ HSE Fieldbus สามารถแสดงรายละเอียดได้ดังรูปที่ 4
รูปที่ 4 แสดงโครงสร้างของระบบ FOUNDATION FIELDBUS
H1 Fieldbus เป็นเส้นทางเดินของสัญญาณที่ระดับความเร็วต่ำ (Low Speed Bus) หรือเรียก อีกอย่างหนึ่งว่า Fieldbus Segment การสื่อสารของอุปกรณ์ในระดับนี้จะมีความเร็วในการรับส่งข้อมูลที่ความเร็วระดับ 31.25 kbits/sec ความยาวของสายหลัก (Trunk Cable) จะมีความยาวได้ไม่เกิน 1900 เมตร แต่ความยาวของสายไฟยังขึ้นอยู่กับชนิดของสายไฟที่ใช้, ความยาวของสายหลัก และความยาวของสายย่อย (Spur Cable) ซึ่งความยาวสูงสุดของสายเมนหลักจะนับรวมความยาวของสายย่อยที่ต่ออยู่บนสายหลักด้วย โดยความยาวของสายย่อยยังขึ้นอยู่กับจำนวนอุปกรณ์ที่ต่ออยู่บนสายย่อย สามารถแสดงรายละเอียดได้ดังตารางที่ 1
ตารางที่ 1 ความยาวของสายย่อยต่อจำนวนอุปกรณ์
HSE Fieldbus เป็นเส้นทางเดินของสัญญาณที่ระดับความเร็วสูง (High Speed Bus) การสื่อสารของอุปกรณ์ในระดับนี้ จะมีความเร็วในการรับส่งข้อมูลที่ระดับ 1.0 หรือ 2.5 Mbits/sec ความยาวของสายหลัก (Trunk Cable) จะมีความยาวได้ไม่มากนัก ซึ่งขึ้นอยู่กับคุณสมบัติและความสามารถของอุปกรณ์เหล่านี้ และสายหลักในระดับนี้จะไม่ยินยอมให้มีสายย่อยต่อร่วมด้วย 
มีเนื้อหาด้านนี้ เพิ่มเติมอีกไหมครับ ผมกำลังศึกษา เพราะกำลังจะทำโปรเจคด้านนี้ครับ
ตอบลบ