Como muchas otras redes de datos industriales, FOUNDATION Fieldbus es un tipo de red «no conmutada» o de «transmisión». Esto significa que todas las transmisiones de datos de todos los dispositivos de una red son detectadas por todos los demás dispositivos. En otras palabras, no hay mensajes privados entre dos dispositivos en una red compartida: cada dispositivo «escucha» cada transmisión de todos los demás dispositivos. Esto significa que los dispositivos deben turnarse para comunicarse, sin transmisiones simultáneas. La capa 2 del modelo de referencia OSI es donde definimos los elementos de «enlace de datos» de una red de datos digitales, describiendo cómo los dispositivos individuales negocian el derecho a transmitir en la red. Aquí hay una lista de algunas propiedades de capa 2 de las redes H1 FF:
- Comportamiento de la red maestro/esclavo para comunicaciones cíclicas (es decir, un dispositivo sondea a los demás y los demás simplemente responden)
- Comportamiento de red de token delegado para comunicaciones acíclicas (es decir, a los dispositivos se les otorga tiempo en serie para transmitir a voluntad)
- Dispositivo «programador» dedicado para coordinar todas las comunicaciones del segmento
- Campo de dirección de 8 bits (posible de 0 a 255)
- Máximo de 32 dispositivos «en vivo» en un segmento
En un segmento H1 operativo, un dispositivo llamado Link Active Scheduler (abreviado LAS) funciona como dispositivo «maestro» para coordinar todas las comunicaciones de la red, de forma análoga a un oficial de policía que dirige el tráfico en una intersección de carreteras. El dispositivo LAS puede ser un instrumento de campo normal (por ejemplo, transmisor, posicionador de válvula) o puede ser el sistema anfitrión (es decir, la tarjeta de interfaz del segmento H1 de un DCS). El estándar FF permite un dispositivo LAS en funcionamiento, con varios dispositivos LAS de respaldo esperando para tomar el control si el LAS principal falla por cualquier motivo.
Una de las tareas del LAS es «obligar» a los diversos instrumentos de campo a transmitir sus datos de control de proceso (variables de proceso, valores de salida de control PID y otras variables esenciales para el monitoreo y control del bucle), mientras los dispositivos responden inmediatamente en respuesta a el comando “obligar datos” del LAS. Estas comunicaciones críticas ocurren en un horario regular y, por lo tanto, se denominan comunicaciones programadas o cíclicas. La comunicación cíclica opera de forma “maestro-esclavo”, con el LAS actuando como maestro (ordenando a los dispositivos esclavos que transmitan datos específicos) y todos los demás dispositivos responden solo cuando el LAS los solicita. Esta forma de comunicación es análoga a un policía de tránsito que dirige específicamente un vehículo a la vez para que atraviese una intersección de una manera prescrita.
Los períodos de tiempo entre estas transmisiones críticas en una red H1 se utilizan para el procesamiento interno del dispositivo (por ejemplo, ejecución del algoritmo PID, verificación de diagnóstico) y también para la transmisión de datos menos críticos. Es durante estos tiempos no programados o acíclicos que el LAS otorga permiso secuencialmente a los dispositivos para transmitir datos de menor importancia, como puntos de ajuste del operador, actualizaciones constantes de ajuste de PID, reconocimientos de alarma y mensajes de diagnóstico. La comunicación acíclica funciona de manera similar al «paso de tokens», en el que el LAS emite tokens por tiempo limitado a los otros dispositivos en secuencia, permitiéndoles transmitir libremente cualquier otro dato que tengan para compartir. Esta forma de comunicación es análoga a un policía de tránsito que dirige un carril completo de vehículos para ingresar a la intersección a voluntad.
La naturaleza programada de la comunicación cíclica garantiza un cierto tiempo máximo de respuesta a las funciones de control críticas, una propiedad importante de las redes de control llamada determinismo. Sin determinismo, no se puede confiar en que un sistema de control realice funciones regulatorias críticas de manera oportuna, y la secuencia de funciones de control como PID, sumadores, restadores, multiplicadores de relación y similares puede verse comprometida. Por lo tanto, todas las variables críticas de un bucle FF H1 se comunican entre dispositivos de esta manera.
