I. प्रस्तावना
औद्योगिक स्वचालन प्रौद्योगिकी की निरंतर प्रगति के साथ, फील्डबस औद्योगिक स्वचालन प्रणालियों में व्यापक रूप से अपनाई जाने वाली एक महत्वपूर्ण संचार तकनीक के रूप में उभरी है। एक ही बस के माध्यम से कई उपकरणों को जोड़कर, फील्डबस उपकरणों के बीच डेटा विनिमय और संचार की सुविधा प्रदान करता है, जिससे सिस्टम की विश्वसनीयता और लचीलेपन में वृद्धि होती है। यह पेपर फील्डबस के सिद्धांतों और घटकों का विस्तृत अवलोकन प्रदान करता है, जिसका लक्ष्य पाठकों को इस तकनीक की व्यापक समझ प्रदान करना है।
द्वितीय. फील्डबस के सिद्धांत
फील्डबस डेटा ट्रांसमिशन के लिए एक सीरियल संचार प्रोटोकॉल है, जो निम्नलिखित प्रमुख चरणों के माध्यम से संचालित होता है:
बस कनेक्शन:फील्डबस एक नेटवर्क बनाने के लिए एक ही बस के माध्यम से कई उपकरणों को जोड़ता है। इस नेटवर्क के भीतर, प्रत्येक डिवाइस को डेटा ट्रांसफर के दौरान सटीक पहचान के लिए एक अद्वितीय पता सौंपा गया है।
डेटा ट्रांसमिशन:भेजने वाला उपकरण डेटा को फ़्रेम में पैकेज करता है और उन्हें बस के माध्यम से प्राप्त करने वाले डिवाइस तक पहुंचाता है। प्रत्येक डेटा फ़्रेम में डिवाइस का पता, डेटा सामग्री और एक चेकसम होता है।
पता पहचान:डेटा फ़्रेम प्राप्त करने पर, प्राप्तकर्ता डिवाइस सबसे पहले उसके भीतर के पते की पहचान करता है। यदि प्राप्तकर्ता डिवाइस का पता डेटा फ़्रेम में गंतव्य पते से मेल खाता है, तो यह डेटा पढ़ता है; अन्यथा, यह इसे अनदेखा कर देता है।
डेटा सत्यापन:ट्रांसमिशन विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए, फ़ील्ड बसें आमतौर पर चक्रीय रिडंडेंसी चेक (सीआरसी) जैसे सत्यापन तंत्र को नियोजित करती हैं। डेटा फ्रेम भेजने से पहले, ट्रांसमिटिंग डिवाइस डेटा को सत्यापित करके एक चेकसम उत्पन्न करता है और इस चेकसम को फ्रेम में जोड़ता है। डेटा फ़्रेम प्राप्त होने पर, प्राप्तकर्ता डिवाइस प्राप्त डेटा का सत्यापन करता है। यदि सत्यापन विफल हो जाता है, तो यह ट्रांसमिशन त्रुटि को इंगित करता है, जिसके लिए पुनः ट्रांसमिशन की आवश्यकता होती है।
टकराव का पता लगाना:एक साथ संचारित होने वाले कई उपकरणों के कारण होने वाले टकराव को रोकने के लिए, फील्डबस सिस्टम टकराव का पता लगाने वाले तंत्र का उपयोग करते हैं। जब दो या दो से अधिक डिवाइस एक साथ डेटा संचारित करते हैं, तो बस में वोल्टेज या करंट में परिवर्तन होता है। डिटेक्शन डिवाइस इन परिवर्तनों को महसूस करते हैं और संबंधित डिवाइस को ट्रांसमिशन रोकने के लिए सूचित करते हैं, जिससे डेटा टकराव से बचा जा सकता है।
इन चरणों के माध्यम से, फील्डबस सिस्टम उपकरणों के बीच डेटा विनिमय और संचार को सक्षम बनाता है, जिससे सिस्टम की विश्वसनीयता और लचीलापन बढ़ता है।
तृतीय. फील्डबस सिस्टम की संरचना
फील्डबस सिस्टम में आम तौर पर दो प्रमुख घटक शामिल होते हैं: हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर।
हार्डवेयर घटक
(1) संचार केबल (बस केबल):संचार केबल फ़ील्डबस सिस्टम में सभी उपकरणों को जोड़ने वाले लिंक के रूप में कार्य करता है, जो डेटा ट्रांसमिशन और संचार के लिए जिम्मेदार है। अलग-अलग ट्रांसमिशन दूरी और गति को समायोजित करने के लिए इसे आम तौर पर मुड़ी हुई {{1}जोड़ी केबल, समाक्षीय केबल, या फाइबर ऑप्टिक सामग्री से बनाया जाता है।
(2) बस उपकरण (नोड्स, स्टेशन):बस उपकरण फ़ील्डबस प्रणाली की मूलभूत इकाइयाँ हैं, जिनमें मास्टर स्टेशन और स्लेव स्टेशन शामिल हैं। मास्टर स्टेशनों के पास आमतौर पर नियंत्रण और प्रबंधन कार्य होते हैं, जो स्लेव स्टेशनों को डेटा और कमांड भेजने के लिए जिम्मेदार होते हैं; स्लेव स्टेशन मास्टर स्टेशन से डेटा और कमांड प्राप्त करते हैं और संबंधित ऑपरेशन निष्पादित करते हैं। डेटा ट्रांसमिशन के दौरान सटीक पहचान सक्षम करने के लिए प्रत्येक बस डिवाइस को एक अद्वितीय पता सौंपा गया है।
(3) इंटरफ़ेस मॉड्यूल:इंटरफ़ेस मॉड्यूल फ़ील्डबस सिस्टम में महत्वपूर्ण घटक हैं, जो डेटा ट्रांसमिशन और संचार को सक्षम करने के लिए बस उपकरणों को संचार लाइनों से जोड़ते हैं। ट्रांसमिशन के दौरान डेटा स्थिरता और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए उनमें आम तौर पर ट्रांसमीटर, रिसीवर, बिजली आपूर्ति मॉड्यूल और अन्य तत्व शामिल होते हैं।
सॉफ्टवेयर घटक
(1) संचार प्रोटोकॉल:संचार प्रोटोकॉल फ़ील्डबस सिस्टम की सॉफ़्टवेयर परत का गठन करते हैं, यह परिभाषित करते हैं कि डिवाइस कैसे डेटा का आदान-प्रदान करते हैं और संचार करते हैं। संचार प्रोटोकॉल में आम तौर पर सात परतें शामिल होती हैं: भौतिक परत, डेटा लिंक परत, नेटवर्क परत, परिवहन परत, सत्र परत, प्रस्तुति परत और एप्लिकेशन परत। प्रत्येक परत विशिष्ट कार्य और कार्य करती है।
(2) डिवाइस ड्राइवर:डिवाइस ड्राइवर फ़ील्डबस सिस्टम के भीतर सॉफ़्टवेयर प्रोग्राम हैं जो बस डिवाइस को नियंत्रित और प्रबंधित करते हैं। वे आम तौर पर विशिष्ट बस उपकरणों और संचार प्रोटोकॉल से जुड़े होते हैं, डिवाइस आरंभीकरण, डेटा पढ़ने/लिखने के संचालन और त्रुटि प्रबंधन जैसे कार्यों को संभालते हैं।
(3) नेटवर्क प्रबंधन सॉफ्टवेयर:नेटवर्क प्रबंधन सॉफ्टवेयर वह सॉफ्टवेयर प्रोग्राम है जिसका उपयोग संपूर्ण फील्डबस सिस्टम को प्रबंधित और बनाए रखने के लिए किया जाता है। इसमें आम तौर पर नेटवर्क कॉन्फ़िगरेशन, दोष निदान और प्रदर्शन निगरानी जैसे कार्य शामिल होते हैं, जो उपयोगकर्ताओं को फील्डबस सिस्टम को बेहतर ढंग से प्रबंधित करने और बनाए रखने में मदद करते हैं।
चतुर्थ. सारांश
एक महत्वपूर्ण संचार प्रौद्योगिकी के रूप में, फील्डबस औद्योगिक स्वचालन प्रणालियों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। डेटा विनिमय और संचार के लिए एक ही बस के माध्यम से कई उपकरणों को जोड़कर, फील्डबस सिस्टम की विश्वसनीयता और लचीलेपन को बढ़ाता है। फील्डबस प्रणाली में दो प्रमुख घटक शामिल हैं: हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर। हार्डवेयर में संचार केबल, बस डिवाइस और इंटरफ़ेस मॉड्यूल शामिल हैं, जबकि सॉफ़्टवेयर में संचार प्रोटोकॉल, डिवाइस ड्राइवर और नेटवर्क प्रबंधन सॉफ़्टवेयर शामिल हैं। साथ में, ये तत्व फील्डबस प्रणाली की संपूर्ण वास्तुकला का निर्माण करते हैं।