{"id":71009,"date":"2020-02-23T09:53:26","date_gmt":"2020-02-23T06:53:26","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/sistemy-avtomatizaczii-na-osnove-foundation-fieldbus"},"modified":"2020-03-03T16:14:42","modified_gmt":"2020-03-03T13:14:42","slug":"sistemy-avtomatizaczii-na-osnove-foundation-fieldbus","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/es\/blog\/administrirovanie\/sistemy-avtomatizaczii-na-osnove-foundation-fieldbus","title":{"rendered":"Sistemas de automatizaci\u00f3n basados en Foundation Fieldbus","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"<p>Foundation Fieldbus es un sistema de comunicaci\u00f3n digital utilizado en la automatizaci\u00f3n, junto con sistemas como Profibus, Modbus o HART. La tecnolog\u00eda apareci\u00f3 algo m\u00e1s tarde que sus competidores: la primera edici\u00f3n del est\u00e1ndar data de 1996 y actualmente incluye dos protocolos de intercambio de informaci\u00f3n entre los participantes de la red: H1 y HSE (High Speed Ethernet).<br \/>\n<noindex><a rel=\"nofollow\" name=\"habracut\"><\/a><\/noindex><br \/>\nEl protocolo H1 se utiliza para el intercambio de informaci\u00f3n a nivel de sensores y controladores, y su red se basa en el est\u00e1ndar de la capa f\u00edsica IEC 61158-2, permitiendo una velocidad de transferencia de datos de 31,25 kbit\/s. Adem\u00e1s, la alimentaci\u00f3n de los dispositivos de campo puede organizarse a partir del bus de transmisi\u00f3n de datos. La red HSE se basa en redes Ethernet de alta velocidad (100\/1000 Mbit\/s) y se utiliza para construir redes de sistemas de control automatizado a nivel de controladores y sistemas de gesti\u00f3n empresarial.<\/p>\n<p>La tecnolog\u00eda es aplicable en la construcci\u00f3n de sistemas de control automatizado para cualquier tipo de instalaci\u00f3n industrial, pero ha tenido una mayor difusi\u00f3n en empresas del sector de petr\u00f3leo y gas y en la industria qu\u00edmica.<\/p>\n<h4>Capacidades de la tecnolog\u00eda<\/h4>\n<p>\nFoundation Fieldbus fue desarrollado como una alternativa al modelo tradicional de sistemas de control automatizados basados en sensores anal\u00f3gicos y ha obtenido una serie de ventajas tanto frente al modelo tradicional como frente a sistemas digitales basados en Profibus o HART.<\/p>\n<p>Una de las principales ventajas radica en el alto grado de fiabilidad y tolerancia a fallos de los sistemas <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/www.phoenixcontact.com\/online\/portal\/ru?1dmy&amp;urile=wcm%3apath%3a\/ruru\/web\/main\/products\/subcategory_pages\/Foundation_Fieldbus_P-08-12-13\/017988c2-cbaa-44b8-84bb-6d64e442cead\">Foundation Fieldbus<\/a><\/noindex> H1, lo cual se logra gracias a dos factores:<\/p>\n<ul>\n<li>el uso de dispositivos inteligentes a nivel de campo (sensores y actuadores);<\/li>\n<li>la capacidad de organizar el intercambio de informaci\u00f3n directamente entre los dispositivos a nivel de campo sin la participaci\u00f3n de un controlador.<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nLa inteligencia de los dispositivos de campo radica en la posibilidad de incorporar algoritmos de control y procesamiento de informaci\u00f3n, que tradicionalmente se realizan en el controlador. En la pr\u00e1ctica, esto permite que el sistema contin\u00fae funcionando incluso si el controlador falla. Para ello, es necesario que los dispositivos de campo est\u00e9n configurados adecuadamente y que se garantice un sistema de alimentaci\u00f3n confiable para el bus de campo. <\/p>\n<p>Las ventajas adicionales que se obtienen al digitalizar el sistema de gesti\u00f3n y el uso de sensores inteligentes radican en la posibilidad de obtener una mayor cantidad de datos, adem\u00e1s de la medici\u00f3n, de cada dispositivo de campo, lo que, en \u00faltima instancia, ampl\u00eda el campo de observaci\u00f3n del proceso, el cual en los sistemas anal\u00f3gicos tradicionales est\u00e1 limitado por el sistema de entrada y salida de se\u00f1ales.<\/p>\n<p>El uso de una topolog\u00eda en bus en la red H1 permite reducir la longitud de las l\u00edneas de cable, el volumen de trabajos de instalaci\u00f3n, eliminar la necesidad de equipos adicionales en los sistemas de control: m\u00f3dulos de entrada-salida, fuentes de alimentaci\u00f3n, y en zonas explosivas, barreras de protecci\u00f3n contra chispas.<\/p>\n<p><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/www.phoenixcontact.com\/online\/portal\/ru?1dmy&amp;urile=wcm%3apath%3a\/ruru\/web\/main\/products\/subcategory_pages\/Foundation_Fieldbus_P-08-12-13\/017988c2-cbaa-44b8-84bb-6d64e442cead\">Foundation Fieldbus<\/a><\/noindex> H1 permite el uso de cables de comunicaci\u00f3n de sensores de 4-20 mA, lo cual puede ser utilizado al actualizar sistemas de control antiguos. Gracias a los principios de seguridad contra explosiones, la tecnolog\u00eda se aplica activamente en ambientes explosivos. La estandarizaci\u00f3n garantiza la intercambiabilidad y compatibilidad del equipo de diferentes fabricantes, y gracias a los dispositivos de enlace, es posible conectar la red de dispositivos de campo con las redes de sistemas de control de la planta, que se basan en Ethernet.<\/p>\n<p>La mayor similitud entre el Foundation Fieldbus H1 y los sistemas Profibus PA radica en que ambas tecnolog\u00edas se basan en un \u00fanico est\u00e1ndar de capa f\u00edsica, por lo que sus velocidades de transmisi\u00f3n de datos, el uso de codificaci\u00f3n Manchester, los par\u00e1metros el\u00e9ctricos de la l\u00ednea de comunicaci\u00f3n, la cantidad de potencia transmitible y la longitud m\u00e1xima del cable en un segmento de red (1900 m) son las mismas. Adem\u00e1s, en ambos sistemas se pueden usar hasta 4 repetidores, lo que permite que la longitud del segmento alcance hasta 9,5 km. Las topolog\u00edas de red posibles en el sistema de control y los principios de seguridad contra explosiones son comunes entre ambos.<\/p>\n<h4>Componentes del sistema<\/h4>\n<p>\nLos principales elementos de la red Foundation Fieldbus H1 son:<\/p>\n<ul>\n<li>controlador de sistema de control descentralizado (DCS);<\/li>\n<li>fuentes de alimentaci\u00f3n para el bus de campo;<\/li>\n<li>dispositivos de acoplamiento modulares o en bloques;<\/li>\n<li>terminadores del bus;<\/li>\n<li>dispositivos de campo inteligentes. <\/li>\n<\/ul>\n<p>\nEl sistema tambi\u00e9n puede incluir dispositivos de enlace (Linking Device), convertidores de protocolo, dispositivos de protecci\u00f3n contra sobretensiones (UPS) y repetidores.<\/p>\n<h4>Topolog\u00eda de la red<\/h4>\n<p>\nUn concepto clave en la red H1 es el de segmento. Este representa una l\u00ednea principal de comunicaci\u00f3n (Trunk), con ramificaciones (Spur) que se conectan a los dispositivos de campo. El cable principal comienza en la fuente de alimentaci\u00f3n del bus y generalmente termina en el \u00faltimo dispositivo de conexi\u00f3n. Se permiten cuatro tipos de topolog\u00eda para la comunicaci\u00f3n entre el controlador y los dispositivos de campo: punto a punto, bus, cadena y \u00e1rbol. Cada segmento puede construirse utilizando una topolog\u00eda independiente o combinaciones de estas.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Sistemas de automatizaci\u00f3n basados en Foundation Fieldbus\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/02\/2d9a475526670d9bb7ac5258b3a2fa0f.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nEn una topolog\u00eda de punto a punto, cada dispositivo de campo se conecta directamente al controlador. Cada dispositivo de campo conectado forma su propio segmento de red. Esta topolog\u00eda resulta inconveniente, ya que priva al sistema de casi todas las ventajas del Foundation Fieldbus. Se utilizan demasiadas interfaces en el controlador, y para alimentar los dispositivos de campo desde el bus de datos, se debe tener una fuente de alimentaci\u00f3n para cada l\u00ednea de comunicaci\u00f3n. La longitud de las l\u00edneas de comunicaci\u00f3n es demasiado grande, y el intercambio de informaci\u00f3n entre dispositivos se realiza \u00fanicamente a trav\u00e9s del controlador, lo que no permite aplicar el principio de alta disponibilidad de los sistemas H1.<\/p>\n<p>La topolog\u00eda de cadena implica la conexi\u00f3n secuencial de los dispositivos de campo entre s\u00ed. Aqu\u00ed, todos los dispositivos de campo est\u00e1n agrupados en un solo segmento, lo que permite utilizar menos recursos. Sin embargo, esta topolog\u00eda tambi\u00e9n tiene desventajas: en primer lugar, es necesario prever m\u00e9todos para que la falla de uno de los sensores intermedios no interrumpa la comunicaci\u00f3n con los dem\u00e1s. Otra desventaja radica en la falta de protecci\u00f3n contra cortocircuitos en la l\u00ednea de comunicaci\u00f3n, lo que har\u00eda imposible el intercambio de informaci\u00f3n en el segmento.<\/p>\n<p>Las dos topolog\u00edas de red con mayor fiabilidad y practicidad son la topolog\u00eda en bus y la topolog\u00eda en \u00e1rbol, que se han vuelto las m\u00e1s comunes en la pr\u00e1ctica para la construcci\u00f3n de redes H1. El sentido de estas topolog\u00edas radica en el uso de dispositivos de acoplamiento para conectar dispositivos de campo a la l\u00ednea principal de comunicaci\u00f3n. Los dispositivos de acoplamiento permiten conectar cada dispositivo de campo a su propio puerto.<\/p>\n<h4>Par\u00e1metros de la red<\/h4>\n<p>\nLas cuestiones importantes al construir una red H1 son sus par\u00e1metros f\u00edsicos: cu\u00e1ntos dispositivos de campo se pueden utilizar en un segmento, cu\u00e1l puede ser la longitud m\u00e1xima de un segmento y la longitud de las derivaciones. La respuesta a estas preguntas depende del tipo de alimentaci\u00f3n y del consumo energ\u00e9tico de los dispositivos de campo, as\u00ed como de los m\u00e9todos de seguridad contra explosiones para \u00e1reas peligrosas.<\/p>\n<p>El n\u00famero m\u00e1ximo de dispositivos de campo en un segmento (32) se puede alcanzar solo si son alimentados por fuentes locales in situ y en ausencia de medios de seguridad contra explosiones. Cuando se alimentan sensores y actuadores desde el bus de datos, el n\u00famero m\u00e1ximo de dispositivos puede ser solo de 12 o menos, dependiendo de los m\u00e9todos de seguridad contra explosiones. <\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Sistemas de automatizaci\u00f3n basados en Foundation Fieldbus\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/02\/b755e771dfe41dfd28821f9315048420.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Dependencia del n\u00famero de dispositivos de campo respecto al m\u00e9todo de alimentaci\u00f3n y a los m\u00e9todos de seguridad contra explosiones.<\/i><\/p>\n<p>La longitud del segmento de la red est\u00e1 determinada por el tipo de cable utilizado. La longitud m\u00e1xima de 1900 m se alcanza con cables de tipo A (par trenzado con pantalla). Con cables de tipo D (cable multihilo no trenzado con pantalla com\u00fan), la longitud m\u00e1xima es solo de 200 m. Por longitud de segmento se entiende la suma de la longitud del cable principal y todas las derivaciones de este.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Sistemas de automatizaci\u00f3n basados en Foundation Fieldbus\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/02\/12094122f916b3f6db4ffce1d9687be1.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Dependencia de la longitud del segmento respecto al tipo de cable.<\/i><\/p>\n<p>La longitud de las derivaciones depende del n\u00famero de dispositivos en el segmento de la red. As\u00ed, con hasta 12 dispositivos, la longitud m\u00e1xima es 120 m. Al tener 32 dispositivos en el segmento, la longitud m\u00e1xima de las derivaciones ser\u00e1 de solo 1 m. Al conectar dispositivos de campo en cadena, cada dispositivo adicional reduce la longitud de la derivaci\u00f3n en 30 m.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Sistemas de automatizaci\u00f3n basados en Foundation Fieldbus\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/02\/57c32136be7570e463d19796d5b6a66e.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Dependencia de la longitud de las derivaciones del cable principal respecto al n\u00famero de dispositivos de campo en el segmento.<\/i><\/p>\n<p>Todos estos factores afectan directamente la estructura y topolog\u00eda del sistema. Para acelerar el proceso de dise\u00f1o de la red, se utilizan complejos programas especializados, como DesignMate de FieldComm Group o Fieldbus Network Planner de Phoenix Contact. Estos programas permiten calcular los par\u00e1metros f\u00edsicos y el\u00e9ctricos de la red H1, considerando todas las limitaciones posibles.<\/p>\n<h4>Funciones de los componentes del sistema<\/h4>\n<p><b>Controlador<\/b><\/p>\n<p>La tarea del controlador incluye la implementaci\u00f3n de las funciones del Planificador Activo de Conexiones (LAS), el dispositivo principal que gestiona la red mediante el env\u00edo de mensajes de servicio. El LAS inicia el intercambio de informaci\u00f3n entre los participantes de la red con mensajes programados (seg\u00fan un horario) o no programados, y realiza el diagn\u00f3stico y la sincronizaci\u00f3n de todos los dispositivos. <\/p>\n<p>Adem\u00e1s, el controlador es responsable de la asignaci\u00f3n autom\u00e1tica de direcciones a los dispositivos de campo, act\u00faa como dispositivo gateway, proporcionando una interfaz Ethernet para la conexi\u00f3n con el nivel superior del sistema de control basado en Foundation Fieldbus HSE u otro protocolo de comunicaci\u00f3n. Para el nivel superior del sistema, el controlador ofrece funciones de supervisi\u00f3n y control por parte del operador, as\u00ed como funciones de configuraci\u00f3n remota de los dispositivos de campo.<\/p>\n<p>Puede haber varios Planificadores Activos de Conexiones en la red, asegurando la redundancia de las funciones incorporadas. En los sistemas modernos, las funciones LAS pueden implementarse en el dispositivo gateway, que act\u00faa como convertidor de protocolos para sistemas de control construidos sobre un est\u00e1ndar diferente al Foundation Fieldbus HSE. <\/p>\n<p><b>Fuentes de alimentaci\u00f3n del bus de campo<\/b><\/p>\n<p>El sistema de alimentaci\u00f3n en la red H1 juega un papel clave, ya que para permitir el intercambio de informaci\u00f3n, el cable de transmisi\u00f3n de datos debe mantener un voltaje en el rango de 9 a 32 V de corriente continua. Independientemente de si los dispositivos de campo son alimentados por el bus de transmisi\u00f3n de datos o por fuentes de alimentaci\u00f3n en el sitio, la red requiere fuentes de alimentaci\u00f3n para el bus. <\/p>\n<p>Por lo tanto, su prop\u00f3sito principal es mantener los par\u00e1metros el\u00e9ctricos requeridos en el bus, as\u00ed como alimentar los dispositivos conectados a la red. A diferencia de las fuentes de alimentaci\u00f3n convencionales, las fuentes de alimentaci\u00f3n del bus tienen una impedancia de salida correspondiente en las frecuencias de transmisi\u00f3n de datos. Si se utiliza directamente una fuente de alimentaci\u00f3n de 12 o 24 V para alimentar la red H1, la se\u00f1al se perder\u00e1 y la comunicaci\u00f3n de datos en el bus ser\u00e1 imposible.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Sistemas de automatizaci\u00f3n basados en Foundation Fieldbus\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/02\/255c85ad3ef33d9eb6e04bad68a975e3.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Fuentes de alimentaci\u00f3n reservadas para el bus de campo FB-PS (ensamblaje para 4 segmentos).<\/i><\/p>\n<p>Teniendo en cuenta la importancia de proporcionar una alimentaci\u00f3n confiable al bus, las fuentes de alimentaci\u00f3n de cada segmento de la red pueden ser reservadas. Las fuentes de alimentaci\u00f3n FB-PS de Phoenix Contact admiten la tecnolog\u00eda de balanceo autom\u00e1tico de la carga de corriente (Auto Current Balancing). El AB garantiza una carga sim\u00e9trica entre las fuentes de alimentaci\u00f3n, lo que beneficia su temperatura de funcionamiento y, en \u00faltima instancia, conduce a una mayor vida \u00fatil. <\/p>\n<p>El sistema de alimentaci\u00f3n de la red H1 generalmente se ubica en el armario del controlador.<\/p>\n<p><b>Dispositivos de acoplamiento<\/b><\/p>\n<p>Los dispositivos de acoplamiento est\u00e1n destinados a conectar un grupo de dispositivos de campo al bus de datos. Seg\u00fan las funciones que realizan, se dividen en dos tipos: m\u00f3dulos de protecci\u00f3n de segmento (Segment Protectors) y barreras de campo (Field Barriers). <\/p>\n<p>Independientemente del tipo, los dispositivos de acoplamiento protegen la red de cortocircuitos y sobrecargas de corriente en las l\u00edneas de derivaci\u00f3n. Al aparecer un cortocircuito, el dispositivo de acoplamiento bloquea el puerto de interfaz, evitando que el cortocircuito se propague por el sistema y garantizando as\u00ed la comunicaci\u00f3n entre los dem\u00e1s dispositivos de la red. Una vez resuelto el cortocircuito en la l\u00ednea, el puerto de comunicaci\u00f3n previamente bloqueado vuelve a funcionar.<\/p>\n<p>Las barreras de campo proporcionan adem\u00e1s aislamiento galvanico entre los circuitos no a prueba de explosiones del bus de campo y los circuitos a prueba de explosiones de los dispositivos de campo conectados (derivaciones).<\/p>\n<p>Los dispositivos de acoplamiento f\u00edsicos tambi\u00e9n vienen en dos tipos: en ejecuci\u00f3n de bloques y m\u00f3dulos. Los dispositivos de acoplamiento en bloque tipo FB-12SP con funcionalidad de protecci\u00f3n de segmento permiten utilizar circuitos a prueba de explosiones IC para conectar dispositivos de campo en la Zona 2, mientras que los barreras de campo FB-12SP ISO permiten conectar dispositivos en la Zona 1 y 0 con circuitos a prueba de explosiones IA. <\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Sistemas de automatizaci\u00f3n basados en Foundation Fieldbus\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/02\/03b568d3ea8754fe8edb9bc6bc2f3308.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Dispositivos de acoplamiento FB-12SP y FB-6SP de Phoenix Contact.<\/i><\/p>\n<p>Una de las ventajas de los dispositivos modulares es la posibilidad de escalar el sistema eligiendo la cantidad necesaria de canales para conectar dispositivos de campo. Adem\u00e1s, los dispositivos modulares permiten crear estructuras flexibles. En un armario de distribuci\u00f3n se pueden combinar m\u00f3dulos de protecci\u00f3n de segmento y barreras de campo, es decir, conectar desde un armario dispositivos de campo ubicados en diferentes zonas de riesgo de explosi\u00f3n. En total, se pueden instalar hasta 12 m\u00f3dulos de dos canales FB-2SP o m\u00f3dulos de un solo canal de barreras FB-ISO en un solo bus, conectando as\u00ed desde un armario hasta 24 dispositivos de campo en la Zona 2 o hasta 12 sensores en la Zona 1 o 0. <\/p>\n<p>Los dispositivos de acoplamiento pueden operar en un amplio rango de temperaturas y se instalan en carcasas a prueba de explosiones Ex e, Ex d con un grado de protecci\u00f3n contra el polvo y la humedad de al menos IP54, ubic\u00e1ndose incluso lo m\u00e1s cerca posible del objeto de control.<\/p>\n<p><b>Dispositivos de protecci\u00f3n contra sobretensiones transitorias.<\/b><\/p>\n<p>Las redes de nivel de campo N1 pueden formar segmentos muy extensos, y las l\u00edneas de comunicaci\u00f3n pueden pasar por lugares donde es posible la formaci\u00f3n de sobretensiones transitorias. Por sobretensiones transitorias se entienden las diferencias de potencial inducidas, causadas por descargas el\u00e9ctricas durante tormentas o cortocircuitos en l\u00edneas de cables cercanas. La tensi\u00f3n inducida, que puede alcanzar varios kilovoltios, provoca corrientes de descarga del orden de kiloamperios. Todos estos fen\u00f3menos ocurren en cuesti\u00f3n de microsegundos, pero pueden llevar a la aver\u00eda de componentes de la red N1. Para proteger el equipo de tales fen\u00f3menos, es necesario utilizar dispositivos de protecci\u00f3n contra sobretensiones transitorias (UZI\u041f). El uso de UZI\u041f en lugar de terminales pasantes comunes garantiza un funcionamiento confiable y seguro del sistema en condiciones desfavorables. <\/p>\n<p>El principio de su funcionamiento se basa en el uso de un cortocircuito cuasicorto en el rango de nanosegundos para el flujo de corrientes de descarga en un circuito que utiliza componentes capaces de soportar corrientes de tal magnitud. <\/p>\n<p>Existen numerosas variedades de dispositivos de protecci\u00f3n contra sobretensiones (UZI\u041f): de un solo canal, de dos canales, con conectores intercambiables, con diferentes tipos de diagn\u00f3stico, como parpadeadores o contactos secos. Los modernos medios de diagn\u00f3stico de Phoenix Contact permiten monitorear los UZI\u041f utilizando servicios digitales basados en Ethernet. En la f\u00e1brica de la compa\u00f1\u00eda en Rusia se fabrican dispositivos certificados para su uso en ambientes explosivos, incluidos sistemas Foundation Fieldbus. <\/p>\n<p><b>Terminador de bus<\/b><\/p>\n<p>El terminador desempe\u00f1a dos funciones en la red: corta la corriente del bus de campo que surge por la modulaci\u00f3n de la se\u00f1al y evita la reflexi\u00f3n de la se\u00f1al desde los extremos de la l\u00ednea troncal, evitando as\u00ed la aparici\u00f3n de ruido y jitter (vibraci\u00f3n de fase de la se\u00f1al digital). De esta manera, el terminador permite evitar la aparici\u00f3n de datos inexactos en la red o la p\u00e9rdida total de datos.<\/p>\n<p>En cada segmento de la red H1 es indispensable la presencia de dos terminadores, en cada uno de los extremos del segmento. Las fuentes de alimentaci\u00f3n del bus y los dispositivos de acoplamiento de Phoenix Contact vienen equipados con terminadores desconectables. La presencia de terminadores adicionales en la red, por ejemplo, debido a un error, reducir\u00e1 significativamente el nivel de la se\u00f1al en la l\u00ednea de interfaz.<\/p>\n<h4>Intercambio de informaci\u00f3n entre segmentos<\/h4>\n<p>\nEl intercambio de informaci\u00f3n entre dispositivos de campo no se limita a un solo segmento, sino que puede ocurrir entre diferentes partes de la red, que pueden estar conectadas a trav\u00e9s de un controlador o una red empresarial basada en Ethernet. En este caso, se puede utilizar el protocolo Foundation Fieldbus HSE o uno m\u00e1s popular, como Modbus TCP. <\/p>\n<p>Al construir redes HSE se utilizan conmutadores de grado industrial. El protocolo permite la reserva en anillo. En este caso, es importante recordar que en una topolog\u00eda en anillo, los conmutadores deben utilizar uno de los protocolos de reserva (RSTP, MRP o Extended Ring Redundancy) dependiendo del tama\u00f1o y del tiempo de convergencia requerido de la red en caso de una interrupci\u00f3n de los canales de comunicaci\u00f3n. <\/p>\n<p>La integraci\u00f3n de sistemas basados en HSE con sistemas externos es posible utilizando la tecnolog\u00eda OPC.<\/p>\n<h4>M\u00e9todos de garant\u00eda de seguridad contra explosiones<\/h4>\n<p>\nPara crear un sistema a prueba de explosiones, no es suficiente basarse \u00fanicamente en las caracter\u00edsticas de seguridad contra explosiones del equipo y en la correcta elecci\u00f3n de su ubicaci\u00f3n en el sitio. Dentro del sistema, cada uno de los dispositivos no funciona de manera independiente, sino que opera dentro de una red unificada. En las redes Foundation Fieldbus H1, el intercambio de informaci\u00f3n entre dispositivos ubicados en diferentes zonas de riesgo de explosi\u00f3n no solo se relaciona con la transmisi\u00f3n de datos, sino tambi\u00e9n con la transmisi\u00f3n de energ\u00eda el\u00e9ctrica. La cantidad de energ\u00eda que es aceptable en una zona puede ser inaceptable en otra. Por lo tanto, para evaluar la seguridad contra explosiones de las redes de campo y seleccionar el m\u00e9todo \u00f3ptimo para garantizarla, se utiliza un enfoque sist\u00e9mico. Entre esos m\u00e9todos, los m\u00e9todos de seguridad contra explosiones han ganado mayor reconocimiento.<\/p>\n<p>En relaci\u00f3n con los buses de campo, actualmente existen varios m\u00e9todos para garantizar la seguridad contra explosiones: el m\u00e9todo tradicional de barreras de seguridad contra explosiones, la concepci\u00f3n FISCO y la tecnolog\u00eda High Power Trunk (HPT). <\/p>\n<p>El primero se basa en el uso de barreras de seguridad contra explosiones y realiza un concepto probado que se ha utilizado en sistemas de control basados en se\u00f1ales anal\u00f3gicas de 4-20 mA. Este m\u00e9todo es simple y confiable, sin embargo, limita la alimentaci\u00f3n de los dispositivos de campo en las zonas peligrosas 0 y 1 a 80 mA. En este caso, se puede conectar, en un pron\u00f3stico optimista, no m\u00e1s de 4 dispositivos de campo en un segmento con un consumo de 20 mA, pero en la pr\u00e1ctica no m\u00e1s de 2. En este caso, el sistema pierde todas las ventajas que existen en Foundation Fieldbus y, de hecho, se convierte en una topolog\u00eda punto a punto, donde para conectar un gran n\u00famero de dispositivos de campo, es necesario dividir el sistema en m\u00faltiples segmentos. Adem\u00e1s, este m\u00e9todo limita significativamente la longitud del cable troncal y las derivaciones.<\/p>\n<p>El concepto FISCO fue desarrollado por el \"Instituto Nacional de Metrolog\u00eda de Alemania\" y posteriormente se incorpor\u00f3 a los est\u00e1ndares IEC y luego a las normas GOST. Para garantizar la seguridad contra explosiones en la red de campo, el concepto implica el uso de componentes que cumplen con ciertas restricciones. Tales restricciones se formulan para las fuentes de alimentaci\u00f3n en t\u00e9rminos de potencia de salida, para los dispositivos de campo en cuanto a la potencia consumida e inductancia, y para los cables en relaci\u00f3n con la resistencia, capacidad e inductancia. Estas restricciones est\u00e1n relacionadas con el hecho de que los elementos capacitivos e inductivos pueden acumular energ\u00eda, que en caso de un modo de emergencia, si alg\u00fan elemento del sistema se da\u00f1a, puede liberarse y causar un arco el\u00e9ctrico. Adem\u00e1s, el concepto proh\u00edbe el uso de redundancia en el sistema de alimentaci\u00f3n del bus.<\/p>\n<p>FISCO proporciona una mayor cantidad de corriente para alimentar dispositivos en \u00e1reas peligrosas en comparaci\u00f3n con el m\u00e9todo de barreras de campo. Aqu\u00ed se dispone de 115 mA, lo cual puede utilizarse para alimentar de 4 a 5 dispositivos en el segmento. Sin embargo, tambi\u00e9n existen restricciones en la longitud del cable troncal y las ramificaciones.<\/p>\n<p>La tecnolog\u00eda High Power Trunk es actualmente la tecnolog\u00eda m\u00e1s com\u00fan para garantizar la seguridad contra explosiones en redes Foundation Fieldbus, ya que carece de desventajas presentes en redes protegidas por barreras o construidas seg\u00fan FISCO. Con el uso de HPT, se ha logrado alcanzar el valor m\u00e1ximo de dispositivos de campo en el segmento de la red. <\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Sistemas de automatizaci\u00f3n basados en Foundation Fieldbus\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/02\/0ee268277f614aa270578e2036cd70bc.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nLa tecnolog\u00eda no limita los par\u00e1metros el\u00e9ctricos de la red donde no es necesario, por ejemplo, en la l\u00ednea troncal de comunicaci\u00f3n, donde no hay necesidad de mantenimiento y reemplazo de equipos. Para conectar dispositivos de campo situados en zonas peligrosas, se utilizan dispositivos de acoplamiento con funcionalidades de barreras de campo, que limitan los par\u00e1metros el\u00e9ctricos de la red para alimentar sensores y se colocan directamente al lado del objeto de control. En este caso, a lo largo de todo el segmento se utiliza el tipo de protecci\u00f3n contra explosiones Ex e (protecci\u00f3n aumentada).<br \/>\n<br \/>Fuente: <a content=\"nofollow\" rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/company\/phoenix_contact\/blog\/489256\/\">habr.com<\/a> <\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"<p>Foundation Fieldbus \u044f\u0432\u043b\u044f\u0435\u0442\u0441\u044f \u0446\u0438\u0444\u0440\u043e\u0432\u043e\u0439 \u0441\u0438\u0441\u0442\u0435\u043c\u043e\u0439 \u0441\u0432\u044f\u0437\u0438, \u043f\u0440\u0438\u043c\u0435\u043d\u044f\u0435\u043c\u043e\u0439 \u0432 \u0430\u0432\u0442\u043e\u043c\u0430\u0442\u0438\u0437\u0430\u0446\u0438\u0438\u0438 \u043d\u0430\u0440\u044f\u0434\u0443 \u0441 \u0442\u0430\u043a\u0438\u043c\u0438, \u043a\u0430\u043a Profibus, Modbus \u0438\u043b\u0438 HART. \u0422\u0435\u0445\u043d\u043e\u043b\u043e\u0433\u0438\u044f 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