kenttäbusrajapintoja

Kenttäbusrajapinnat ovat teollisuusautomaation standardoituja digitaalisia viestintäjärjestelmiä, jotka yhdistävät kenttävälineet kuten anturit ja toimilaitteet ohjausjärjestelmiin. Niiden tarkoituksena on mahdollistaa reaaliaikainen, deterministinen tiedonsiirto sekä hajautettu ohjaus ja tiedonvaihto teollisuusprosessissa. Kenttäbusseja käytetään sekä tuotanto- että prosessiautomaatiossa, joissa luotettavuus ja ajantasaisuus ovat keskeisiä.

Yleisimmät kenttäbusstandardeja ovat olleet vanhempi PROFIBUS (DP tehtaiden tuotantoprosesseihin ja PA prosessiteollisuuteen), Foundation Fieldbus sekä Modbus (RTU/TCP) ja CANopen. Näiden lisäksi on olemassa Interbus ja useita alueellisia ratkaisuja. Nykyään yhä suurempi osa järjestelmistä siirtyy Ethernet-pohjaisiin kenttäbusseisiin, kuten PROFINET, EtherCAT, EtherNet/IP ja SERCOS III, jotka tarjoavat suuremman kaistanleveyden sekä parempaa IT- ja OT-integrointia samalla säilyttäen reaaliaikaiset ominaisuudet.

Ominaisuuksiltaan kenttäbussit määrittelevät sekä fyysisen kerroksen että ohjelmalliset protokollakerrokset, viestityypit ja laitteiden osoitukset. Ne tukevat yleensä determinististä vasteaikaa ja synchronoitua toimintaa, mikä on olennaista prosessi- ja tuotantolaitosten ohjauksessa. Turvallisuus, yhteentoimivuus ja luotettavuus ovat tärkeitä vaatimuksia, erityisesti monilaitteisten ja kansainvälisesti hajautettujen järjestelmien kanssa.

Topologialtaan kenttäbussimenet ovat usein daisy-chain-tyyppisiä ketjutuksia tai trunk- ja branch -rakenteita. Loppupäät ovat päätevastuksilla (terminaatiovastuksilla), ja ilmenevät häiriöt minimoidaan asianmukaisilla kytkennillä, diagnostiikalla ja huollolla. Kenttäbusseja suunniteltaessa otetaan huomioon ympäristöolosuhteet, viestinnän determinismi sekä laitteen yhteensopivuus valitun standardin kanssa.