Полевая шина является членом семейства промышленных цифровых сетей связи [1] , используемых для распределенного управления в реальном времени. Профили полевой шины стандартизированы Международной электротехнической комиссией (IEC) как IEC 61784/61158.
Сложная автоматизированная промышленная система обычно имеет иерархическую структуру как распределенная система управления (РСУ). В этой иерархии верхние уровни управления производством связаны с уровнем прямого управления программируемыми логическими контроллерами (ПЛК) через некритическую ко времени систему связи (например, Ethernet ). Полевая шина [2] связывает ПЛК прямого уровня управления с компонентами установки полевого уровня, такими как датчики , исполнительные механизмы , электродвигатели , консольные светильники, переключатели , клапаны и контакторы , и заменяет прямые соединения через токовые петли или цифровые Сигналы ввода/вывода . Таким образом, требования к полевой шине критичны ко времени и затратам. С нового тысячелетия был создан ряд полевых шин на основе Ethernet реального времени . В долгосрочной перспективе они могут заменить традиционные полевые шины.
Полевая шина — это промышленная сетевая система для распределенного управления в реальном времени. Это способ соединения инструментов на производственном предприятии. Полевая шина работает в сетевой структуре, которая обычно допускает шлейфовую , звездообразную, кольцевую, ветвящуюся и древовидную топологии сети . Раньше компьютеры соединялись с помощью RS-232 ( последовательные соединения ), с помощью которого могли взаимодействовать только два устройства. Это было бы эквивалентом используемой в настоящее время схемы связи 4–20 мА , которая требует, чтобы каждое устройство имело собственную точку связи на уровне контроллера, в то время как полевая шина является эквивалентом текущих соединений типа LAN , для которых требуется только одна точка связи. на уровне контроллера и позволяют одновременно подключать несколько (сотни) аналоговых и цифровых точек. Это уменьшает как необходимую длину кабеля, так и количество необходимых кабелей. Более того, поскольку устройствам, которые обмениваются данными через полевую шину, требуется микропроцессор , одно и то же устройство обычно обеспечивает несколько точек. Некоторые устройства полевой шины теперь поддерживают схемы управления, такие как ПИД-регулирование на стороне устройства, вместо того, чтобы заставлять контроллер выполнять обработку.
Наиболее важной мотивацией использования полевой шины в распределенной системе управления является снижение затрат на установку и обслуживание установки без потери высокой доступности и надежности системы автоматизации. Цель состоит в том, чтобы использовать двухжильный кабель и простую конфигурацию для полевых устройств разных производителей. В зависимости от применения количество датчиков и исполнительных механизмов варьируется от сотен в одной машине до нескольких тысяч, распределенных по крупному заводу. История полевых шин показывает, как достичь этих целей.
Возможно, предшественником технологии полевой шины является HP-IB, как описано в IEEE 488 [3] в 1975 году. «Она стала известна как интерфейсная шина общего назначения (GPIB) и стала фактическим стандартом для автоматизированного и промышленного управления приборами».
GPIB имеет основное применение в автоматизированных измерениях с использованием приборов разных производителей. Это параллельная шина с кабелем и разъемом с 24 проводами, максимальная длина кабеля ограничена 20 метрами.
Старейшей широко используемой технологией полевой шины является Bitbus. Bitbus был создан корпорацией Intel для расширения использования систем Multibus в промышленных системах путем отделения медленных функций ввода-вывода от более быстрого доступа к памяти. В 1983 году компания Intel создала микроконтроллер 8044 Bitbus, добавив прошивку полевой шины к существующему микроконтроллеру 8051 . Bitbus использует EIA-485 на физическом уровне с двумя витыми парами — одна для данных, другая для тактирования и сигналов. Использование SDLC на уровне канала передачи данных позволяет использовать 250 узлов на одном сегменте с общим расстоянием 13,2 км. Bitbus имеет один главный узел и несколько подчиненных узлов, при этом подчиненные отвечают только на запросы главного узла. Bitbus не определяет маршрутизацию на сетевом уровне . 8044 допускает только относительно небольшой пакет данных (13 байт), но включает в себя эффективный набор задач RAC (удаленный доступ и управление) и возможность разработки пользовательских задач RAC. В 1990 году IEEE принял Bitbus в качестве последовательной шины управления системой микроконтроллера (IEEE-1118). [4] [5]
Сегодня BITBUS поддерживается BEUG — Европейской группой пользователей BITBUS. [6]
Офисные сети на самом деле не подходят для приложений автоматизации, поскольку в них отсутствует верхняя граница задержки передачи. ARCNET , которая была задумана еще в 1975 году для офисных подключений, использует механизм токенов и поэтому позже нашла применение в промышленности.
Протокол автоматизации производства (MAP) представлял собой реализацию OSI-совместимых протоколов в технологии автоматизации, инициированную General Motors в 1984 году. MAP стал предложением по стандартизации локальных сетей, поддержанным многими производителями, и в основном использовался в автоматизации производства. В качестве среды передачи MAP использовала токен-шину IEEE 802.4 со скоростью 10 Мбит/с.
Из-за своего масштаба и сложности MAP не удалось добиться большого прорыва. Чтобы уменьшить сложность и добиться более быстрой обработки с меньшими ресурсами, в 1988 году была разработана MAP с улучшенной производительной архитектурой (EPA). Эта мини-карта [7] содержит только уровни 1, 2 и 7 базовой эталонной модели взаимодействия открытых систем (OSI). Это сокращение было использовано в более поздних определениях полевой шины.
Самым важным достижением MAP является Спецификация производственных сообщений (MMS), прикладной уровень MAP.
Спецификация производственных сообщений (MMS) — это международный стандарт ISO 9506 [8] , касающийся прикладного протокола и услуг для передачи данных процесса в реальном времени и информации диспетчерского управления между сетевыми устройствами или компьютерными приложениями, первая версия которого была опубликована в 1986 году.
Он послужил образцом для многих дальнейших разработок в других стандартизациях промышленной связи, таких как FMS для Profibus или SDO для CANopen . Он до сих пор используется в качестве возможного прикладного уровня, например, для автоматизации энергосистемы в соответствии со стандартами IEC 61850 .
В области автоматизации производства требования к полевой шине заключаются в обеспечении короткого времени реакции, при этом всего лишь несколько битов или байтов должны передаваться на расстояние не более нескольких сотен метров.
В 1979 году компания Modicon (ныне Schneider Electric ) определила последовательную шину для подключения своих программируемых логических контроллеров (ПЛК) под названием Modbus . В своей первой версии Modbus использовал двухпроводной кабель с сигналами EIA 485 UART . Сам протокол очень прост и состоит из протокола «главный/подчиненный» , а количество типов данных ограничено теми, которые понимаются ПЛК в данный момент. Тем не менее, Modbus (с его версией Modbus-TCP) по-прежнему остается одной из наиболее часто используемых промышленных сетей, в основном в области автоматизации зданий.
В 1987 году в результате исследовательского проекта при финансовой поддержке правительства Германии была определена полевая шина PROFIBUS на основе спецификации сообщений полевой шины (FMS). [9] Практические применения показали, что с ним слишком сложно справиться в полевых условиях. В 1994 году компания Siemens предложила модифицированный прикладной уровень под названием « Децентрализованная периферия» (DP), который получил хорошее признание в обрабатывающей промышленности. В 2016 году Profibus является одной из наиболее установленных полевых шин в мире [10], а в 2018 году количество установленных узлов достигло 60 миллионов. [11]
В 1987 году компания Phoenix Contact разработала последовательную шину для подключения пространственно распределенных входов и выходов к централизованному контроллеру. [12] Контроллер отправляет один кадр по физическому кольцу, который содержит все входные и выходные данные. Кабель имеет 5 проводов: помимо сигнала земли два провода для исходящего кадра и два провода для возвратного кадра. С помощью этого кабеля можно организовать всю установку в древовидной топологии . [13]
INTERBUS имел большой успех в обрабатывающей промышленности: на местах было установлено более 22,9 миллионов устройств. Interbus присоединился к технологии Profinet для полевой шины Profinet на базе Ethernet, и теперь INTERBUS обслуживается Profibus Nutzerorganisation eV [14]
В 1980-х годах для решения проблем связи между различными системами управления автомобилями немецкая компания Robert Bosch GmbH впервые разработала сеть контроллеров (CAN). Концепция CAN заключалась в том, что каждое устройство может быть подключено одним набором проводов, и каждое подключенное устройство может свободно обмениваться данными с любым другим устройством. CAN вскоре мигрировал на рынок промышленной автоматизации (вместе со многими другими).
DeviceNet был разработан американской компанией Allen-Bradley (сейчас принадлежит Rockwell Automation ) и ODVA (Ассоциация поставщиков Open DeviceNet) как открытый стандарт полевой шины, основанный на протоколе CAN. DeviceNet стандартизирован в соответствии с европейским стандартом EN 50325. За спецификацию и поддержку стандарта DeviceNet отвечает ODVA. Подобно ControlNet и EtherNet/IP, DeviceNet принадлежит к семейству сетей на базе CIP. CIP ( Common Industrial Protocol ) образует общий прикладной уровень этих трех промышленных сетей. Таким образом, DeviceNet, ControlNet и Ethernet/IP хорошо скоординированы и предоставляют пользователю дифференцированную систему связи для уровня управления (EtherNet/IP), уровня ячейки (ControlNet) и полевого уровня (DeviceNet). DeviceNet представляет собой объектно-ориентированную шинную систему, работающую по методу производитель/потребитель. Устройства DeviceNet могут быть клиентскими (главными), серверными (подчиненными) или и тем, и другим. Клиенты и серверы могут быть производителями, потребителями или обоими.
CANopen был разработан CiA ( CAN in Automation ), ассоциацией пользователей и производителей CANopen, и с конца 2002 года стандартизирован как европейский стандарт EN 50325-4. CANopen использует уровни 1 и 2 стандарта CAN (ISO 11898). -2) и расширения в отношении назначения контактов, скорости передачи и прикладного уровня.
При автоматизации технологических процессов большинство полевых преобразователей традиционно подключаются через токовую петлю 4–20 мА к управляющему устройству. Это позволяет не только передавать измеренное значение с уровнем тока, но и обеспечивать необходимое электрическое питание полевого прибора всего по одному двухпроводному кабелю длиной более тысячи метров. Эти системы также устанавливаются во взрывоопасных зонах. Согласно NAMUR, полевая шина в этих приложениях должна соответствовать этим требованиям. [15] Специальный стандарт для контрольно-измерительных приборов IEC/EN 60079-27 описывает требования к концепции искробезопасности полевой шины (FISCO) для установок в зоне 0, 1 или 2.
Стандарт FIP основан на французской инициативе 1982 года по созданию анализа требований для будущего стандарта полевой шины. Исследование привело к появлению в июне 1986 года европейской инициативы Eureka по стандарту полевой шины, в которой приняли участие 13 партнеров. Группа разработчиков (réseaux locaux industriels) подготовила первое предложение по стандартизации во Франции. Название полевой шины FIP первоначально было дано как аббревиатура французского «Flux d'Information vers le Processus», а позже FIP назывался английским названием «Factory Instrumentation Protocol».
FIP уступил позиции Profibus, который в следующее десятилетие стал доминировать на рынке Европы - на домашней странице WorldFIP не было пресс-релизов с 2002 года. Ближайшего родственника семейства FIP сегодня можно найти в Wire Train Bus для вагонов. Однако определенное подмножество WorldFIP, известное как протокол FIPIO, широко распространено в компонентах машин.
Foundation Fieldbus разрабатывался в течение многих лет Международным обществом автоматизации (ISA) как SP50. Сегодня Foundation Fieldbus имеет растущую базу установленных устройств во многих тяжелых технологических процессах, таких как нефтепереработка, нефтехимия, производство электроэнергии и даже производство продуктов питания и напитков, фармацевтика и ядерная промышленность. [16]
С 1 января 2015 года Fieldbus Foundation стала частью новой группы FieldComm. [17]
Profibus PA (автоматизация процессов) используется для связи между измерительными и технологическими приборами, приводами и системой управления процессом или ПЛК / РСУ в технологическом процессе. Profibus PA — это версия Profibus с физическим уровнем, подходящая для автоматизации процессов, в которой несколько сегментов (сегментов PA) с полевыми приборами могут быть подключены к Profibus DP через так называемые соединители. Двухпроводной шинный кабель этих сегментов берет на себя не только связь, но и электропитание участников ( технология передачи MBP ). Еще одной особенностью Profibus PA является широко используемый профиль устройства «PA Devices» (Профиль PA), [18] в котором наиболее важные функции полевых устройств стандартизированы между производителями.
Рынок автоматизации зданий также предъявляет различные требования к применению полевой шины:
BatiBUS был определен в 1989 году и использовался в основном во Франции, Instabus расширился до Европейской установочной шины (EIB), а Европейский протокол домашних систем (EHS) был объединен в 1999 году со стандартом Konnex (KNX) EN 50090 (ISO/IEC 14543). -3). В 2020 году 495 компаний-членов предлагают 8000 продуктов с интерфейсами KNX в 190 странах мира. [19]
Возвращаясь к 1980-м годам, в отличие от других сетей, LonWorks является результатом работы ученых-компьютерщиков из Echelon Corporation . В 1999 году протокол связи (тогда известный как LonTalk) был представлен ANSI и принят в качестве стандарта для сетей управления (ANSI/CEA-709.1-B), в 2005 году как EN 14908 (европейский стандарт автоматизации зданий). Протокол также является одним из нескольких канальных/физических уровней стандарта BACnet ASHRAE/ANSI для автоматизации зданий.
Стандарт BACnet был первоначально разработан и в настоящее время поддерживается Американским обществом инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха ( ASHRAE ), начиная с 1987 года. BACnet является американским национальным стандартом ( ANSI ) 135 с 1995 года, европейским стандартом, национальным стандартом. во многих странах, а также глобальный стандарт ISO 16484 с 2003 года. [20] В 2017 году доля BACnet на рынке автоматизации зданий составила 60%. [21]
Хотя технология полевой шины существует с 1988 года, после завершения разработки стандарта ISA S50.02 разработка международного стандарта заняла много лет. В 1999 году комитет по стандартам IEC SC65C/WG6 собрался, чтобы разрешить разногласия в проекте стандарта полевой шины IEC. Результатом этой встречи стала первоначальная форма стандарта IEC 61158 с восемью различными наборами протоколов, называемыми «Типы».
Эта форма стандарта была впервые разработана для Европейского общего рынка , меньше концентрируется на общности и достигает своей основной цели — устранения ограничений торговли между странами. Вопросы унификации теперь оставлены на усмотрение международных консорциумов, которые поддерживают каждый из типов стандартов полевой шины. Практически сразу после его утверждения работа по разработке стандартов МЭК была прекращена, а комитет распущен. Новый комитет МЭК SC65C/MT-9 был сформирован для разрешения конфликтов по форме и содержанию в более чем 4000 страницах стандарта IEC 61158. Работа над вышеуказанными типами протоколов практически завершена. Новые протоколы, например, для полевых шин безопасности или полевых шин Ethernet реального времени, принимаются в определение международного стандарта полевых шин в течение типичного 5-летнего цикла технического обслуживания. В версии стандарта 2008 года типы полевых шин реорганизованы в семейства коммуникационных профилей (CPF). [22]
Существовало множество конкурирующих технологий для полевых шин, и первоначальная надежда на единый механизм унифицированных коммуникаций не оправдалась. Это не должно быть неожиданным, поскольку технологию полевой шины необходимо реализовывать по-разному в разных приложениях; Автомобильные полевые шины функционально отличаются от полевых шин управления технологическим предприятием.
В июне 1999 года Комитет действий IEC (CA) решил принять новую структуру стандартов полевой шины, начиная с первого издания, действующего с 1 января 2000 года, то есть к новому тысячелетию: существует большой стандарт IEC 61158, в котором все полевые шины находят свое место. [23] Эксперты решили, что структура IEC 61158 поддерживается в соответствии с различными уровнями, разделенными на службы и протоколы. Отдельные полевые шины включены в эту структуру как разные типы.
Стандарт IEC 61158 « Промышленные сети связи. Спецификации Fieldbus» разделен на следующие части:
Каждая часть по-прежнему содержит несколько тысяч страниц. Поэтому эти части были дополнительно разделены на подчасти. Отдельные протоколы просто пронумерованы с указанием типа. Таким образом, каждый тип протокола при необходимости имеет свою собственную подчасть.
Чтобы найти соответствующий подраздел отдельных частей стандарта МЭК 61158, необходимо знать соответствующий тип протокола для конкретного семейства.
В редакции IEC 61158 2019 года указано до 26 различных типов протоколов. В стандартизации IEC 61158 использование торговых марок избегается и заменяется сухими техническими терминами и сокращениями. Например, Ethernet заменяется технически правильным CSMA/CD или ссылкой на соответствующий стандарт ISO 8802.3. То же самое относится и к именам полевых шин: все они заменяются номерами типов. Поэтому читатель никогда не встретит таких обозначений, как PROFIBUS или DeviceNet, во всем стандарте полевой шины IEC 61158. В разделе «Соответствие IEC 61784» представлена полная справочная таблица.
Понятно, что этот набор стандартов полевой шины в IEC 61158 не подходит для внедрения. Его необходимо дополнить инструкцией по применению. В этих инструкциях показано, как и какие части IEC 61158 можно собрать в работоспособную систему. Эта инструкция по сборке впоследствии была скомпилирована как профили полевой шины IEC 61784.
Согласно IEC 61158-1 [24] стандарт IEC 61784 разделен на следующие части:
В стандарте IEC 61784, часть 1 [25] под названием « Наборы профилей для непрерывного и дискретного производства в отношении использования полевой шины в промышленных системах управления» перечислены все полевые шины, предложенные национальными органами по стандартизации. В первом издании 2003 г. представлены 7 различных семейств коммуникационных профилей (CPF):
Swiftnet, широко используемый в авиастроении (Boeing), был включен в первую редакцию стандарта. Позже это оказывается ошибкой, и во второй редакции 2007 года этот протокол был удален из стандарта. В то же время добавляются протокол CPF 8 CC-Link , протокол CPF 9 HART и CPF 16 SERCOS . В 4-м издании 2014 года в стандарт была включена последняя полевая шина CPF 19 MECHATROLINK . Издание 5 в 2019 году представляло собой лишь поддерживающую версию без добавления какого-либо нового профиля.
См. Список протоколов автоматизации для полевых шин, которые не включены в этот стандарт.
Уже во вторую редакцию профиля полевой шины включены первые профили, основанные на Ethernet в качестве физического уровня. [26] Все эти новые разработанные протоколы Ethernet реального времени (RTE) скомпилированы в IEC 61784, часть 2 [27] как дополнительные профили для сетей связи на основе ISO/IEC 8802 3 в приложениях реального времени . Здесь мы находим решения Ethernet/IP , три версии PROFINET IO — классов A, B и C, а также решения P-NET, [28] Vnet/IP , [29] TCnet, [30] EtherCAT , Ethernet POWERLINK . , Ethernet для автоматизации предприятий (EPA), а также MODBUS с новым протоколом публикации-подписки в реальном времени MODBUS-RTPS и устаревшим профилем MODBUS-TCP.
Решение SERCOS интересно в этом контексте. Эта сеть в области управления осями имела свой собственный стандарт IEC 61491. [31] С появлением решения SERCOS III на основе Ethernet этот стандарт был разобран, а коммуникационная часть интегрирована в IEC 61158/61784. Прикладная часть была интегрирована вместе с другими приводными решениями в специальный стандарт приводов IEC 61800-7.
Итак, список RTE для первого издания 2007 года уже длинный:
В 2010 году уже было опубликовано второе издание, включающее CPF 17 RAPIEnet и CPF 18 SafetyNET p . В третье издание 2014 года была добавлена версия CC-Link Industrial Ethernet (IE). Два семейства профилей CPF 20 ADS-net [32] и CPF 21 FL-net [33] добавлены к четвертому изданию в 2019 году.
Подробную информацию об этих RTE см. в статье Industrial Ethernet .
Для функциональной безопасности различные консорциумы разработали различные протоколы для приложений безопасности до уровня полноты безопасности 3 (SIL) в соответствии с IEC 61508 или уровня производительности «e» (PL) в соответствии с ISO 13849 . Общим для большинства решений является то, что они основаны на черном канале и, следовательно, могут передаваться через различные полевые шины и сети. В зависимости от фактического профиля протокол безопасности предоставляет такие меры, как счетчики, CRC , эхо, тайм-аут, уникальные идентификаторы отправителя и получателя или перекрестную проверку.
Первое издание стандарта IEC 61784, часть 3 [34], выпущенное в 2007 году, под названием « Сети промышленной связи – Профили – Полевые шины функциональной безопасности» включает семейства коммуникационных профилей (CPF):
SERCOS также использует протокол безопасности CIP . [36] Во втором издании, выпущенном в 2010 году, к стандарту добавлены дополнительные CPF:
В третье издание 2016 года был добавлен последний профиль безопасности CPF 17 SafetyNET p . Ожидается, что новая редакция 4 будет опубликована в 2021 году. В настоящее время стандарт имеет 9 различных профилей безопасности. Все они включены и упоминаются в глобальной таблице соответствия в следующем разделе.
Семейства протоколов каждой торговой марки называются семейством коммуникационных профилей и обозначаются сокращенно CPF с номером. Каждое семейство протоколов теперь может определять полевые шины, решения Ethernet реального времени, правила установки и протоколы функциональной безопасности. Эти возможные семейства профилей изложены в IEC 61784 и собраны в следующей таблице.
В качестве примера будем искать стандарты PROFIBUS-DP. Он принадлежит к семейству CPF 3 и имеет профиль CP 3/1. В таблице 5 мы видим, что область действия его протокола определена в IEC 61784, часть 1. Он использует тип протокола 3, поэтому документы IEC 61158-3-3, 61158-4-3, 61158-5-3 и 61158-6-3 необходимы для определений протокола. Физический интерфейс определен в стандарте 61158-2 типа 3. Правила установки можно найти в IEC 61784-5-3 в Приложении A. Его можно комбинировать с FSCP3/1 как PROFIsafe, что определено в IEC. 61784-3-3 стандарт.
Чтобы изготовителю не приходилось подробно перечислять все эти стандарты, в стандарте указывается ссылка на профиль. Поэтому в случае нашего примера с PROFIBUS-DP необходимо указать соответствующие стандарты.
Соответствие IEC 61784-1 Ред.3:2019 CPF 3/1
Требования к сетям полевых шин для приложений автоматизации процессов (расходомеры, датчики давления и другие измерительные устройства и регулирующие клапаны в таких отраслях, как переработка углеводородов и производство электроэнергии) отличаются от требований к сетям полевых шин, встречающихся в дискретных производственных приложениях, таких как автомобилестроение, где используется большое количество дискретных датчиков, включая датчики движения, датчики положения и т. д. Дискретные сети полевых шин часто называют «сетями устройств».
Уже в 2000 году Международная электротехническая комиссия (МЭК) решила, что набор интерфейсов контроллер-устройство (CDI) будет определен Техническим комитетом TC 121 « Низковольтное коммутационное оборудование и устройства управления» для покрытия сетей устройств. Данный комплект стандартов под номером IEC 62026 [37] в актуальной редакции 2019 года включает в себя следующие части:
Следующие детали были сняты с производства в 2006 году и больше не обслуживаются:
Количество требуемых кабелей для полевой шины намного меньше, чем для установок 4–20 мА. Это связано с тем, что многие устройства используют один и тот же набор кабелей в нескольких точках, а не требуют специального набора кабелей для каждого устройства, как в случае устройств 4–20 мА. Более того, в сети полевой шины на одно устройство можно передавать несколько параметров, тогда как по соединению 4–20 мА можно передавать только один параметр. Полевая шина также обеспечивает хорошую основу для создания стратегии прогнозного и упреждающего обслуживания. Диагностику, доступную от устройств полевой шины, можно использовать для устранения проблем с устройствами до того, как они станут критическими. [38]
Несмотря на то, что каждая технология имеет общее название полевой шины, различные полевые шины не являются взаимозаменяемыми. Различия между ними настолько глубоки, что их нелегко связать друг с другом. [39] Чтобы понять различия между стандартами полевых шин, необходимо понять, как устроены сети полевых шин. Что касается модели OSI , стандарты полевой шины определяются физической средой кабельной системы и первым, вторым и седьмым уровнями эталонной модели.
Для каждой технологии стандарты физической среды и физического уровня полностью описывают реализацию синхронизации битов, синхронизации, кодирования/декодирования, скорости полосы пропускания, длины шины и физического соединения приемопередатчика с проводами связи. Стандарт уровня канала передачи данных отвечает за полное определение того, как сообщения собираются для передачи на физическом уровне, обрабатывают ошибки, фильтруют сообщения и арбитраж шины, а также как эти стандарты должны быть реализованы на аппаратном уровне. Стандарт прикладного уровня в целом определяет, как уровни передачи данных взаимодействуют с приложением, которое желает взаимодействовать. В нем описываются спецификации сообщений, реализации управления сетью и ответ на запрос приложения сервисов. Уровни с третьего по шестой не описаны в стандартах полевой шины. [40]
Различные полевые шины предлагают разные наборы функций и производительность. Трудно провести общее сравнение производительности полевой шины из-за фундаментальных различий в методологии передачи данных. В приведенной ниже сравнительной таблице просто указано, поддерживает ли рассматриваемая полевая шина циклы обновления данных длительностью 1 миллисекунду или быстрее.
По состоянию на 2008 год [обновлять]на рынке систем управления технологическими процессами доминируют Foundation Fieldbus и Profibus PA. [41] Обе технологии используют один и тот же физический уровень (2-проводная модуляция тока с манчестерским кодированием на частоте 31,25 кГц), но не являются взаимозаменяемыми. В общем, приложения, которые управляются и контролируются программируемыми логическими контроллерами (ПЛК), склонны к использованию PROFIBUS, а приложения, которые управляются и контролируются цифровой/распределенной системой управления (DCS), – к Foundation Fieldbus. Технология PROFIBUS доступна через компанию Profibus International со штаб-квартирой в Карлсруэ, Германия. Технология Foundation Fieldbus принадлежит и распространяется Fieldbus Foundation в Остине, штат Техас.