Hiện nay trong công nghiệp có 3 loai bus chính thường được sử dụng để kết
nối thiết bị ở cấp điều khiển vă cấp trường:HART, PROFIBUS, FOUNDATION FIELDBUS. Cả 3 loại bus trường năy đều có những đặc điểm tốt. Phần năy sẽ đưa ra một số so sânh ưu vă nhược điểm giữa 3 loai bus trường năy. Từ đó có thể lựa chọn xđy dựng giải phâp tự động hoâ toăn nhă mây tốt nhất với câc chỉ tiíu: giải phâp toăn diện, tính sẵn săng, độ tin cậy cao vă chi phí hợp lý cho hệ thống.
I. PROFIBUS
PROFIBUS PA lă một phần trong họ giao thức PROFIBUS vă đặc biệt thíít kế để đâp ứng câc yíu cầu trong tự động hoâ quâ trình. (PA = Process Automation). Với PROFIBUS PA câc thiết bị trường có thể được cấu hình vă giâm sât từ xa thông qua đường bus. Câc thiết bị có thể được cấp nguồn bằng chính đường bus năy vă có đặc tính an toăn riíng. PROFIBUS PA có thể sử dụng trong bất kỳ ứng dụng năo. Với đặc tính an toăn riíng, nó rất phù hợp để triển khai trong câc môi trường nguy hiểm như câc nhă mây hoâ chất, lọc dầu.
Trong câc nhă mây với quâ trình liín tục, bus trường không chỉ để kết nối câc cảm biến như cảm biến âp suất, lưu lượng, nhiệt độ…Ngoăi câc thiết bị đó còn rất nhiều thiết bị khâc cũng cần được điều khiển vă giâm sât từ xa như câc bộ truyền động điện, thiết bị phđn tích, thiết bị đóng cắt…Với PROFIBUS, điều năy có thể thực hiện được tương đối dễ dăng, vì ngoăi PROFIBUS PA, PROFIdrive vă PROFIsefe. Câc giao thức năy cho phĩp kết nối nhiều loại thiết bị trong nhiều loại ứng dụng khâc nhau để tạo thănh một giải phâp tự động hoâ tích hợp toăn diện. Hiện nay trong công nghiệp không có loại bus trường năo khâc có thể sử dụng để xđy dựng một giải phâp toăn diện như vậy.
Thông thường, lỗi chủ yếu gđy ra dừng hoạt động một nhă mây lă do thiết bị trường. Khi dừng nhă mây sẽ không sinh ra lợi nhuận, do đó thời gian vận hănh tối đa lă yếu tố quan trọng mỗi nhă mây đều cố gắng đạt được để tăng lợi nhuận. PROFIBUS có thể trợ giúp ngăn chặn sự dừng vận hănh không mong muốn bằng chức năng chẩn đoân vă trong đặc tả giao thức có câc thông tin dự bâo, phục vụ bảo trì bảo dưỡng. Một thiết bị trường thông minh trín mạng PROFIBUS có thể thông bâo tới bộ điều khiển vă người vận hănh biết được giâ trị đo được có lý hay không; nó cũng có thể chỉ ra khi năo cần được kiểm tra thiết bị để ngăn chặn câc sự cố có thể xảy ra. Điều năy sẽ dẫn tới giảm chi phí vận hănh, hệ thống vận hănh trơn tru trong thời gian dăi hơn. Đồng thời công việc bảo trì, bảo dưỡng được tối ưu hoâ, tiết kiệm vă ít tâc động tới hệ thống hơn.
PROFIBUS có nhiều tính năng giúp cho việc giảm chi phí qua câc công đoạn trong suốt vòng đời nhă mây. Với PROFIBUS PA, do có tính năng đồng tải nguồn nín chỉ cần một đường câp duy nhất để cấp nguồn vă truyền tín hiệu. Điều năy giúp giảm chi phí lắp đặt vă đi dđy. Tính năng an toăn giúp tiết kiệm chi phí cho câc loại ống câp vă tủ đặc biệt. Thím văo đó, PROFIBUS còn có hai ưu điểm chính liín quan tới thiết bị lă interoperability vă interchangeability.
Interoperability lă khả năng cho phĩp thiết bị của nhiều hêng khâc nhau có thể cùng hoạt động trôi chảy trín cùng một mạng. Đđy lă một trong những điểm mạnh chủ chốt của PROFIBUS. Người dùng sẽ không phải lo lắng liệu một thiết bị từ một nhă cung cấp năo đó có lăm việc với hệ điều khiển hiện có hay không. Nếu thiết bị đó đê được kiểm định thông qua hiệp hội PROFIBUS quốc tế, bạn có thể chắc chắn rằng thiết bị đó tương thích với mạng sẵn có. Người dùng cũng không phải lo lắng về sự tương thích giữa câc phiín bản trong chuẩn PROFIBUS. Nếu một thiết bị được chế tạo theo DP phiín bản 0 vă được kết nối nó văo mạng với một thiết bị DP phiín bản 3 thì không có vấn đề gì xảy ra. Chuẩn PROFIBUS năy duy trì được tính tương thích với câc phiín bản cũ khi nó nó được nđng cấp thím câc chức năng vă đặc tính. Đặc điểm năy giúp tiết kiệm nhiều tiền bạc vă công sức trong giai đoạn chỉnh định đưa nhă mây văo hoạt động.
Interchangeability lă khả năng chuyển từ thiết bị của nhă cung cấp năy sang thiết bị tương tự của nhă cung cấp khâc. Câc thiết bị PROFIBUS PA được xđy dựng bín trong nó một chuẩn gọi lă Profile. Profile chuẩn hoâ câc thiết bị dưới góc độ mạng cho phĩp câc thiết bị tương tự khả năng hoân đổi lẫn nhau. Việc hoân đổi từ một thiết bị năy sang một thiết bị khâc trín PROFIBUS dễ dăng hơn bất cứ trín một mạng bus trường năo khâc, nhờ đó giảm được sự phụ thuộc của người dùng văo một nhă cung cấp duy nhất. Không có loai bus trường năo khâc trong lĩnh vực điều khiển quâ trình cung cấp khả năng năy. Profile lăm cho câc thiết bị PROFIBUS PA trở nín tương tự với nhau dưới góc độ mạng truyền thông. Do đó chúng có thể dễ dăng lăm việc cùng với nhau trín cùng một đường mạng. Điều năy sẽ dẫn đến sự tiết kiệm tiền bạc vă thời gian trong việc lắp đặt, lập trình, cấu hình vă đăo tạo. Câc nhă phât triển ba loại bus thông dụng PROFIBUS, HART, FOUNDATION FIELDBUS đều có những nghiín cứu, thử nghiệm Profile nhưng hiện nay mới chỉ có PROFIBUS đê ban hănh chuẩn cho Profile.
II. HART
HART (Highway Addressable Remote Tranducer) sử dụng công nghệ cũ hơn, đó lă sự kết hợp giữa tín hiệu số vă tín hiệu tương tự. Trín cùng một đường truyền, HART đưa thím văo một tín hiệu chồng lín trín trín tín hiệu tương tự. Biến quâ trình chính được truyền dưới dạng tín hiệu tương tự truyền thống, trong khi câc thông tin khâc về cấu hình, chuẩn đoân được truyền dưới dạng tín hiệu số. Vì HART kết hợp cả hai dạng tín hiệu tương tự vă số nín nó được nhìn nhận như một loại bus có tính chất chuyển tiếp. Một nhă mây có thể được nđng cấp từ tương tự sang HART vă sau đó được nđng cấp lín PROFIBUS. Về mặt năy HART cạnh tranh với PROFIBUS nhưng nó cũng bổ sung cho PROFIBUS.
HART đê nổi bật từ nhiều năm vă hiện nay được được sử dụng khâ phổ biến. Đđy lă một chuẩn đê được chứng nhận vă có đem lại nhiều lợi ích trong việc kết hợp giữa câc thiết bị. PROFIBUS cũng đê chú ý đến điều năy vă cũng đê cung cấp khả năng tích hợp câc thiết bị HART văo mạng PROFIBUS một câch dễ dăng nhờ mô tả HART trong đặc tính PROFIBUS. Giữa hai giao thức có nhiều tính tương đồng nhưng chất lượng vă mức độ thuận tiện khâc nhau.
PROFIBUS PA đê chuẩn Profile từ lđu, trong HART vừa mới ban hănh chuẩn Profile của mình. Bởi vậy khả năng thay thế giữa hai thiết bị PROFIBUS PA dễ dăng hơn khi thực hiện công việc tương tự với hai thiết bị HART.
PROFIBUS PA tuđn theo mô hình FISCO2, cho phĩp thực hiện câc yíu cầu an toăn riíng thuận tiện bằng câc thao tâc kĩo vă thả. Với HART, ngườidùng phải thực hiện theo câc phương phâp cũ, đó lă tính toân, sau đó nhập văo chương trình để kiểm tra xem có chấp nhận được không.
HART cũng có khả năng chuẩn đoân nhưng chỉ có mức cơ bản vă không được kiểm tra thường xuyín như PROFIBUS PA.
Tốc độ truyền tín hiệu số theo chuẩn HART chậm, chỉ có 1200 bit/giđy so với PROFIBUS PA lă 3125 kbit/giđy. Tốc độ chậm có nghĩa lă khi cần ghi tham số xuống thiết bị hoặc đọc câc thông tin chuẩn đoân thì thời gian chừ sẽ lđu hơn.
Nhiều người cho rằng chi phí đi dđy lă một trong những ưu điểm chính của PROFIBUS PA so với HART. Tuy nhiín trong thực tế điều năy phụ thuộc văo mặt bằng lắp đặt thiết bị vă câch thức đi dđy.