Articulo de referencia

Fundación Fieldbus

Fieldbus Foundation fue una organización dedicada a un estándar internacional e interoperable de bus de campo . Se estableció en septiembre de 1994 mediante la fusión de WorldFI...

Fieldbus Foundation fue una organización dedicada a un estándar internacional e interoperable de bus de campo . Se estableció en septiembre de 1994 mediante la fusión de WorldFIP North America y el Interoperable Systems Project (ISP). Fieldbus Foundation era un consorcio comercial sin fines de lucro que agrupaba a más de 350 proveedores y usuarios finales de productos de control de procesos y automatización de la fabricación a nivel mundial . [ 1 ] Estas empresas colaboraron en el desarrollo de los estándares IEC /ISA/FDI y otros estándares de bus de campo.

A diferencia de los protocolos de red propietarios , Foundation Fieldbus no pertenece a ninguna empresa; es un bus de campo abierto e interoperable basado en el modelo de comunicación de siete capas del Sistema Abierto de Interconexión de Sistemas (OSI/ISO) de la Organización Internacional de Normalización (ISO) . La especificación Foundation es compatible con el proyecto de estándares SP50 , oficialmente aprobado por la Sociedad de Instrumentación, Sistemas y Automatización (ISA) y la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC).

Desde sus inicios, Fieldbus Foundation ha desempeñado un papel de liderazgo en el desarrollo de comunicaciones digitales Fieldbus y arquitecturas de sistemas integrados basadas en estándares regionales e internacionales. La trayectoria de la fundación se ha caracterizado por el crecimiento y los logros alcanzados, gracias a la amplia aceptación de las soluciones de control basadas en Fieldbus en el mercado global de la automatización.

Orígenes de la tecnología

En la década de 1980, se dedicó un esfuerzo considerable al desarrollo de un estándar de comunicación digital para dispositivos de campo. Cabe destacar la labor de los miembros del comité SP50 de la ISA, quienes dedicaron años a definir los requisitos técnicos y a generar consenso para un bus de campo digital. Mientras tanto, los principales proveedores de control de procesos comenzaron a trabajar en sus propios estándares de comunicación digital. Estos esfuerzos dieron como resultado varios protocolos en competencia, ninguno de los cuales era compatible entre sí.

Consenso en la industria

A finales de 1994, el desarrollo de los buses de campo tomó un rumbo nuevo y prometedor. Dos consorcios de proveedores paralelos —el InterOperable Systems Project (ISP) y WorldFIP North America— se fusionaron para formar la Fieldbus Foundation. Esta nueva organización aportó de inmediato la masa crítica necesaria para lograr un estándar de bus de campo internacionalmente aceptado. La fundación organizó programas de desarrollo, realizó pruebas de campo y estableció el programa más riguroso del sector para la prueba y el registro de dispositivos de bus de campo. Fabricantes, usuarios finales, instituciones académicas y otras partes interesadas se unieron a la Fieldbus Foundation y desarrollaron especificaciones abiertas y no propietarias conocidas como Foundation Fieldbus . Esta avanzada solución de comunicación digital se diseñó desde cero para dar soporte a aplicaciones de control de misión crítica donde la correcta transferencia y gestión de datos es esencial. La tecnología Foundation se creó para reemplazar redes y sistemas incompatibles con una arquitectura abierta y totalmente integrada para la integración de información y el control distribuido en tiempo real. Con la tecnología Foundation, los usuarios obtuvieron la capacidad de implementar un control digital estrechamente integrado basado en una arquitectura de sistema unificada y una red troncal de alta velocidad para las operaciones de planta. Esto, a su vez, eliminó las limitaciones que existían anteriormente en cuanto a la interoperabilidad de dispositivos y subsistemas.

Hitos

La Fundación Fieldbus logró muchos hitos importantes en el camino hacia la madurez y el éxito de su tecnología. Estos incluyeron:

  • Finalización del borrador de las especificaciones preliminares H1, mayo de 1995.
  • Demostración de la tecnología H1 en Monsanto Chocolate Bayou, octubre de 1996.
  • Registro de los primeros productos H1 fieldbus, septiembre de 1998.
  • Finalización del borrador de las especificaciones preliminares de Ethernet de alta velocidad (HSE), septiembre de 1999.
  • Registro de los primeros dispositivos de conexión HSE, mayo de 2001.
  • Demostración de HSE y bloques de funciones flexibles (FFB) en ISP Lima, mayo de 2005 [ 2 ]
  • Finalización de las especificaciones del protocolo de la Fundación para SIF, 2005.
  • Demostración de la tecnología Foundation for Safety Instrumented Functions (SIF) en Shell Global Solutions, Ámsterdam, mayo de 2008 [ 3 ]
  • Registro del primer cable de bus de campo H1, octubre de 2008.
  • Lanzamiento de una iniciativa de colaboración con ISA para implementar redes de enlace troncal inalámbricas, octubre de 2008.
  • Publicación de las especificaciones técnicas finales de SIF, enero de 2009.
  • Anuncio de las primeras instituciones educativas que ofrecen formación certificada en Foundation Fieldbus, marzo de 2009.
  • La Fundación Fieldbus se une a la iniciativa ampliada de la industria de Integración de Dispositivos de Campo (FDI), diciembre de 2009.
  • Registro de los primeros dispositivos fieldbus que incorporan diagnósticos de campo avanzados, noviembre de 2010.
  • Publicación de la especificación preliminar de E/S remotas Ethernet de alta velocidad (HSE-RIO), diciembre de 2010.
  • Registro de los primeros anfitriones que incorporan el perfil de anfitrión 61b, abril de 2011
  • Anuncio de la solución Foundation for Remote Operations Management (ROM), diciembre de 2011 [ 4 ]
  • Registro de los primeros acopladores de dispositivos aislados H1, septiembre de 2012.
  • Aprobación del modelo de arquitectura de enlace troncal inalámbrico desarrollado en colaboración con ISA.
  • Primera demostración de campo de la tecnología Foundation for ROM, realizada por Petrobras en Brasil, abril de 2013 [ 5 ]
  • Lanzamiento del Proyecto Gemstone para facilitar la automatización de buses de campo digitales, mayo de 2013.

Para que la industria aceptara la tecnología, fue fundamental su estandarización por parte de organismos reguladores internacionales reconocidos. Estos incluyen:

La IEC votó a favor de incluir las especificaciones Foundation H1 y HSE en la norma internacional de bus de campo IEC 61158. La Oficina Técnica de CENELEC añadió las especificaciones Foundation H1 a la norma europea EN 50170. Además, Foundation H1 es la única implementación de la norma ANSI/ISA-50.02.

Fundación para las Funciones Instrumentadas de Seguridad (SIF)

El proyecto de desarrollo Foundation for SIF de la Fieldbus Foundation alcanzó su primer hito importante a finales de 2003 con la aprobación del concepto general del sistema por parte de TÜV Rheinland Industrie Service GmbH, Automation, Software and Information Technology, una agencia de pruebas global, independiente y acreditada. A principios de 2006, la fundación anunció que TÜV había otorgado la Aprobación de Tipo de Protocolo para sus especificaciones de bus de campo. La Aprobación de Tipo de TÜV ayuda a satisfacer la creciente demanda mundial de instrumentación de seguridad comercial basada en estándares que incorpora la tecnología Foundation. La tecnología Foundation for SIF cumple con los rigurosos requisitos de la norma IEC 61508 para la seguridad funcional de sistemas eléctricos, electrónicos y electrónicos programables relacionados con la seguridad, hasta el Nivel de Integridad de Seguridad (SIL) 3 inclusive. Además, los usuarios finales pueden construir sistemas según la norma IEC 61511 que cubre la seguridad funcional SIF en las industrias de procesos (IEC 61511 está disponible como la norma ANSI/ISA-84.00.01-2004). Asociaciones internacionales de usuarios finales, como NAMUR (Alemania) y JEMIMA (Japón), han manifestado su apoyo a la tecnología Foundation y han aportado información valiosa de la comunidad de usuarios finales, lo que ha contribuido al desarrollo de las especificaciones. La aprobación y el respaldo de organismos clave de la industria a nivel internacional brindaron a los usuarios la confianza de que sus inversiones en soluciones de control Foundation se basaban en estándares globales reconocidos.

Fundación para la Gestión de Operaciones Remotas (ROM)

Uno de los segmentos de mayor crecimiento en el mundo de la automatización de procesos es la gestión de operaciones remotas. Como su nombre indica, las operaciones remotas se refieren a la gestión de activos de automatización ubicados o dispersos en ubicaciones geográficas remotas donde es difícil o imposible enviar personal. Esto no se limita a plataformas petrolíferas marinas remotas ni a oleoductos y gasoductos. También puede incluir parques de tanques y terminales, plantas de tratamiento de agua y aguas residuales, y cualquier industria o aplicación que requiera acceso remoto a activos de automatización. Foundation for Remote Operations Management (ROM) es un conjunto de tecnologías y adiciones a la especificación Foundation Fieldbus que proporciona una infraestructura tanto inalámbrica como cableada para activos y aplicaciones remotas. Foundation for ROM proporciona acceso directo a información y diagnósticos en dispositivos de E/S inalámbricos y remotos. A su vez, Foundation for ROM puede tomar los datos de esos dispositivos e incorporarlos al entorno Foundation Fieldbus para la gestión y el control de calidad de los datos. Foundation Fieldbus es mucho más que un simple protocolo de comunicaciones. La capa de usuario permite una gran flexibilidad y estandarización de la gestión de datos, y todo está diseñado en torno a los requisitos de la automatización de procesos. Foundation for Remote Operations Management ofrece una vía abierta para la integración de múltiples redes inalámbricas y cableadas, desde E/S remotas convencionales hasta ISA 100.11a y Wireless HART™, y permite el acceso directo a la información y el diagnóstico de los dispositivos. Amplía el alcance y las capacidades del bus de campo Foundation para abarcar muchos más dispositivos en toda la planta, independientemente de su tecnología de comunicación.

Integración de E/S remota

La interfaz para E/S remotas cableadas convencionales y HART cableadas, denominada RIO, se lanzó en 2007. La especificación de E/S remotas HSE (HSE RIO) permite a los usuarios finales acceder a dispositivos con altos requerimientos de datos directamente en el sistema host del bus de campo a través del bus de campo de alta velocidad HSE. Esta especificación facilita la integración de todas las formas de E/S convencionales en el entorno nativo del bus de campo. Esta solución permite el acceso a entradas y salidas discretas, entradas y salidas analógicas, así como a Foundation H1, a través de una red Ethernet común. Fieldbus Foundation publicó la sección de E/S remotas de la especificación en abril de 2011.

Integración de HART por cable e inalámbrica

En septiembre de 2011, Fieldbus Foundation anunció la especificación preliminar que aborda los bloques de transductores de bus de campo para dispositivos HART cableados e inalámbricos , junto con actualizaciones de la arquitectura del sistema WIO y las estructuras de datos WIO relacionadas con la especificación del bloque de transductor. La especificación técnica HART cableado e inalámbrico define un bloque de transductor de bus de campo utilizado para representar dispositivos HART dentro de Foundation para dispositivos ROM. Tanto los dispositivos HART cableados como los inalámbricos pueden representarse en este bloque. Además, la especificación describe el método previsto para que las herramientas de configuración HART y los hosts de gestión de activos accedan a los dispositivos HART mediante el protocolo de comandos HART nativo transportado a través de la red Foundation High Speed ​​Ethernet (HSE). La especificación también define estructuras para identificar y mantener el estado de los dispositivos HART en redes cableadas multipunto, así como en redes malladas HART inalámbricas conectadas a dispositivos Foundation para la gestión remota de operaciones.

Integración ISA 100.11a

La fase ISA 100.11a del proyecto también ha avanzado considerablemente en la integración de la red de sensores inalámbricos ISA 100.11a en la infraestructura Foundation Fieldbus. Se ha completado el borrador de la especificación preliminar, y se prevé que la especificación preliminar, las pruebas y la especificación final se completen en el plazo de un año. Al igual que los dispositivos Wireless HART, los dispositivos ISA 100.11a se representarán como bloques de transductores en los dispositivos Foundation ROM.

Equipo de transporte de retorno de HSE

A finales de 2008, Fieldbus Foundation e ISA firmaron un acuerdo de licencia cruzada que permitió a ambas organizaciones colaborar en redes inalámbricas. Este acuerdo ayudará al grupo de trabajo ISA100.15 a desarrollar un estándar de backhaul inalámbrico. Las redes de backhaul integran ubicaciones y aplicaciones remotas con instalaciones de control centralizadas. La especificación Foundation for ROM prevé HSE como red de backhaul para aplicaciones remotas, disponible en configuraciones tanto cableadas como inalámbricas. Integración futura de

Redes adicionales

La plataforma ROM permite la futura integración de otras redes además de ISA 100.11a, Wireless HART y otras. Entre las posibles candidatas futuras se incluyen redes como Modbus. El potencial futuro para integrar una gran variedad de redes es ilimitado.

Referencias

  1. fieldbus.org
  2. "Buscaste search-single-display/Foundation-fieldbus-h1-hse-flexible-FBS-integrate-butanediol-plant/9887fb5de4" .
  3. "Fieldbus Foundation - Fieldbus Foundation presenta la tecnología SIF en Shell Global Solutions en Ámsterdam" . www.fieldbus.org . Archivado del original el 28 de octubre de 2008.
  4. "Fieldbus Foundation - Fieldbus Foundation presenta FOUNDATION para la gestión de operaciones remotas" . www.fieldbus.org . Archivado del original el 11 de enero de 2012.
  5. "Fieldbus Foundation - Demostración exitosa de la FUNDACIÓN para la gestión de operaciones remotas celebrada en Brasil" . www.fieldbus.org . Archivado del original el 12 de noviembre de 2013.