Fältbussystem – hitta tillverkare och leverantörer

Fältbussystem kopplar samman styrenheter, sensorer, ställdon, drivsystem samt decentraliserade in- och utgångsmoduler i automatiserade maskiner och anläggningar.

I stället för att använda en separat kabel för varje enskild signal använder de ett gemensamt digitalt kommunikationssystem. Detta minskar kraven på kabeldragning, installationsutrymme och installationskostnader.
Förutom styrdata kan fältbussystem överföra mätvärden, enhetsstatus, parametrar och diagnostisk information. De utgör därför en viktig grund för decentraliserad automatisering och övervakning av industriella processer.
Beroende på tillämpningen skiljer sig fältbussystem åt vad gäller överföringshastighet, realtidsbeteende, räckvidd, antal deltagare och fysiskt överföringsmedium.
Nedan följer en översikt över typer, tillämpningar, fördelar och viktiga urvalskriterier för fältbussystem.

Typer av fältbussystem

Traditionella seriella fältbussystem

Traditionella fältbussar överför data seriellt via gemensamma kommunikationslinjer.
De har använts i många år i maskiner, produktionsanläggningar och inom processteknik. Typiska uppgifter är kommunikation mellan styrenheter, decentraliserade in- och utgångsstationer, frekvensomvandlare, sensorer och ställdon.
Många av dessa system kännetecknas av robust dataöverföring och ett brett utbud av kompatibla enheter.

Industriella Ethernet-system

Industriella Ethernet-system kombinerar Ethernet-teknikens höga överföringsprestanda med kraven inom industriell automation.
De är lämpliga för stora datamängder, snabba reglerkretsar, rörelsekontrollapplikationer och kommunikation mellan olika automatiseringsnivåer.
Beroende på systemet finns funktioner för realtidskommunikation, diagnostik, redundans och säkerhetsrelaterad dataöverföring tillgängliga.

Fältbussystem för processindustrin

Inom processautomation används fältbussystem ofta för att ansluta intelligenta mätinstrument, reglerventiler och andra fältenheter.
Förutom processvärden kan de även överföra parametrar, enhetsstatus och underhållsinformation.
Särskilda överföringstekniker och installationskrav kan gälla i potentiellt explosiva miljöer eller i anläggningar med stor geografisk spridning.

Säkerhetsrelaterade fältbussystem

Säkerhetsrelaterade kommunikationssystem överför signaler för nödstopp, säkerhetsdörrar, säker avstängning och andra säkerhetsfunktioner.
De gör det möjligt att kombinera standard- och säkerhetskommunikation inom en gemensam automationsarkitektur.
De komponenter och protokoll som används måste vara lämpliga och certifierade för den erforderliga säkerhetsfunktionen.

Användningsområden för fältbussystem

Maskin- och anläggningsteknik

Inom maskinteknik kopplar fältbussystem styrsystem till sensorer, ventileringsmoduler, drivsystem och decentraliserade I/O-moduler.
De underlättar den modulära konstruktionen av maskiner och möjliggör snabb diagnostik av enskilda komponenter.

Tillverknings- och monteringsteknik

I produktions- och monteringslinjer överför fältbussar styrkommandon, positionsvärden och statusinformation mellan enskilda stationer.
De stöder synkroniseringen av automatiserade processer och integrationen av robotar, hanteringssystem och testutrustning.

Processautomation

I anläggningar inom den kemiska, farmaceutiska och livsmedelsindustrin samt inom annan processindustri kopplar fältbussystem samman mät- och regleringsenheter med styr- och processkontrollsystem.
De ger tillgång till processvärden och ytterligare enhetsdata från kontrollrummet.

Transport- och logistikteknik

I transportsystem, lager och distributionscentraler kopplar fältbussystem samman drivsystem, sensorer, identifieringssystem och styrenheter.
Detta gör det möjligt att övervaka materialflöden och samordna enskilda anläggningsdelar.

Fördelar med fältbussystem

• Minskade krav på kabeldragning
• Decentraliserad placering av in- och utgångsmoduler
• Överföring av styr-, process- och diagnostikdata
• Enklare utbyggnad av modulära anläggningar
• Snabbare felsökning tack vare diagnostikfunktioner
• Anslutning av intelligenta sensorer, ställdon och drivsystem
• Stöd för tidskritiska och säkerhetsrelaterade tillämpningar
• Förbättrad nätverksanslutning mellan olika automationskomponenter

Viktiga urvalskriterier för fältbussystem

Komponentkompatibilitet

Styrenheter, fältutrustning, drivsystem och I/O-moduler måste stödja det valda kommunikationssystemet.
Förutom protokollet måste även enhetsprofiler, gränssnitt och nödvändiga konfigurationsverktyg kontrolleras.

Överföringshastighet och realtidsbeteende

Den nödvändiga datahastigheten beror på tillämpningen.
En lägre överföringshastighet räcker ofta för enkla sensorsignaler. Snabba styrprocesser och synkroniserade axelrörelser kräver dock korta och förutsägbara överföringstider.

Kabellängd och nätverksstruktur

Den tillåtna kabellängden beror på bussystemet, överföringshastigheten och den kabel som används.
Man måste också ta hänsyn till den möjliga nätverksstrukturen, antalet deltagare och användningen av repeatrar, switchar eller kopplare.

Miljöförhållanden

Elektromagnetisk störning, fukt, damm, vibrationer och temperaturvariationer kan påverka kommunikationen.
Kablar, kontaktdon och decentraliserade moduler måste därför vara anpassade för respektive industriell miljö.

Diagnostik och underhåll

Effektiva diagnostikfunktioner underlättar upptäckten av kabelfel, kommunikationsfel och defekta deltagare.
Tydliga diagnostikverktyg och långsiktig tillgång till reservdelar är särskilt viktigt för anläggningar med höga kostnader vid driftstopp.

Integration i befintliga system

Vid utbyggnad av ett system måste man kontrollera om fältbussystemet är kompatibelt med befintlig styr- och nätverksteknik.
Gateways och kopplare kan koppla samman olika system, men ökar arbetsinsatsen för integration och konfiguration.

Sammanfattning

Fältbussystem möjliggör digital kommunikation mellan styrenheter, sensorer, ställdon, drivsystem och decentraliserade in- och utgångsmoduler.
De minskar kraven på kabeldragning, överför process- och diagnostikdata och stöder den modulära utformningen av automatiserade maskiner och anläggningar.
De viktigaste urvalskriterierna är bland annat enhetskompatibilitet, datahastighet, realtidsförmåga, kabellängd, miljöförhållanden och diagnostikfunktioner.

Fältbussystem finns tillgängliga från olika tillverkare och leverantörer. Omfattande information om tillverkare och leverantörer av fältbussystem från hela världen finns på Exportpages.