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基金会现场总线- 什么是现场总线

发布时间:2022-02-06 16:40:25 【金融知识】 0次阅读

摘要ff现场总线智能仪表简介基金会现场总线FF（FieldbuseFoundation）以ISOOSI开放系统互联模式为基础，取其物理层、数据链路层、应用层为FF通

ff现场总线智能仪表

简介　　基金会现场总线FF（Fieldbuse Foundation）以ISOOSI开放系统互联模式为基础，取其物理层、数据链路层、应用层为FF 通信模型的相应层次，并在应用层上增加了用户层。用户层主要针对自动化测控应用的需要，定义了信息存取的统一规则，采用设备描述语言规定了通用的功能块集。基金会现场总线的主要技术内容包括FF通信协议、用于完成开放互联模式中第2-7层通信协议的通信栈、用于描述设备特性、参数、属性及操作接口的DDL设备描述语言、设备描述字典、用于实现测量、控制、工程量转换等功能的功能块、实现系统组态、调度、管理等功能的系统软件技术以及构筑集成自动化系统、网络系统的系统集成技术。编辑本段背景　　基金会总线（FF，Foundation Fieldbus）是在过程自动化领域得到广泛支持和具有专有良好发展前景的技术。其前身是以美国Fisher－Rosemount公司为首，联合Foxboro、横河、ABB、西门子等80家公司制订的ISP协议和以Honeywell公司为首，联合欧洲等地的150家公司制订的World FIP协议。屈于用户的压力，这两大集团于1994年 9月合并，成立了现场总线基金会，致力于开发出国际上统一的现场总线协议。它以ISOOSI开放系统层上增加了用户层。用户层主要针对自动化测控应用的需要，定义了信息存取的统一规则，采用设备描述语言规定了通用的功能块集。由于这些公司是该领域现场自控设备发展方向的能力，因而由它们组成的基金会所颁布的现场总线规范具有一定的权威性。编辑本段两种通信速率　　基金会现场总线分低速H1和高速H2两种通信速率。H1的传输速率为31．25kbps，通信距离可达1900m（可加中继器延长），可支持总线供电防爆环境。H2的传输可为1Mbps和2．5Mbps两种，其通信距离分别为750m和500m。物理传输介质可支持双绞线、光缆和无线发射，协议符合IEC1158－2标准。其物理媒介的传输信号采用曼彻斯特编码。编辑本段主要技术内容　　基金会现场总线的主要技术内容，包括FF通信协议、用于完成开放互连模型中第2～7层通信协议的通信栈（Communication Stack）?犛糜诿枋錾璞柑卣鳌⒉问?、属性及操作功能块；实现系统组态、调度、管理等功能的系统软件以及构筑集成自动化系统、网络系统的系统集成技术。1996年在芝加哥举行的ISA96展览会上，由现场总线基金组织实施，首次向世界展示了来自40多家厂商的70多种符合FF协议的产品并将这些分布在不同楼层展览大厅不同展台上的FF展品，用醒目的橙红色电缆，展现了基金会现场总线的基本概貌。

现场总线的总线并存

世界上存在着大约四十余种现场总线，如法国的FIP，英国的ERA，德国西门子公司Siemens的ProfiBus，挪威的FINT，Echelon公司的LONWorks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemount公司的HART，CarloGavazzi公司的Dupline，丹麦ProcessData公司的P-net，PeterHans公司的F-Mux，以及ASI（ActraturSensorInterface），MODBus，SDS，Arcnet，国际标准组织-基金会现场总线FF：FieldBusFoundation，WorldFIP，BitBus，美国的DeviceNet与ControlNet等等。这些现场总线大都用于过程自动化、医药领域、加工制造、交通运输、国防、航天、农业和楼宇等领域，大概不到十种的总线占有80%左右的市场。工业总线网络可归为三类：485网络、HART网络、FieldBus现场总线网络。485网络：RS485/MODBUS是现在流行的一种工业组网方式，其特点是实施简单方便，而且支持RS485的仪表又特别多。仪表商也纷纷转而支持RS485/MODBUS，原因很简单，RS485的转换接口不仅便宜而且种类繁多。至少在低端市场上，RS485/MODBUS仍将是最主要的工业组网方式。HART网络：HART是由艾默生提出的一个过渡性总线标准，主要特征是在4-20毫安电流信号上面叠加数字信号，但该协议并未真正开放，要加入他的基金会才能拿到协议，而加入基金会要一定的费用。HART技术主要被国外几家大公司垄断，近些年国内也有公司在做，但还没有达到国外公司的水平。有很多智能仪表带有[HART圆卡]，支持HART通讯功能。但从国内情况来看，还没有真正用到这部分功能来进行设备联网监控，最多只是利用手操器对其进行参数设定。从长远来看，由于HART通信速率低、组网困难等原因，HART仪表的应用将呈下滑趋势。FieldBus现场总线网络：现场总线是当今自动化领域的热点技术之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现标志着自动化控制技术又一个新时代的开始。现场总线是连接控制现场的仪表与控制室内的控制装置的数字化、串行、多站通信的网络。其关键标志是能支持双向、多节点、总线式的全数字化通信。现场总线技术成为国际上自动化和仪器仪表发展的热点，它的出现使传统的控制系统结构产生了革命性的变化，使自控系统朝着“智能化、数字化、信息化、网络化、分散化”的方向进一步迈进，形成新型的网络通信的全分布式控制系统——现场总线控制系统FCS(FieldbusControlSystem)。然而，现场总线还没有形成真正统一的标准，ProfiBus、CANbus、CC-Link等多种标准并行存在，并且都有自己的生存空间。何时统一，遥遥无期。支持现场总线的仪表种类还比较少，可供选择的余地小，价格又偏高，用量也较小。

现场总线与通讯协议的关系

现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。可以理解为多个设备之间数据的“高速公路”。但随应用环境不同，又有很多的不同类型的总线。其中应用最为广泛的如PowerBUS总线、485总线、CAN总线。而通讯协议又称通信规程，是指通信双方对数据传送控制的一种约定。约定中包括对数据格式，同步方式，传送速度，传送步骤，检纠错方式以及控制字符定义等问题做出统一规定，通信双方必须共同遵守，它也叫做链路控制规程。可以理解为“高速公路”中的“交通规则”。当然这种规则也是多种多样的，其中应用最为广泛如modbus协议。

现在主流的现场总线都有那些

目前国内的较少，主要是POWERBUS，国外的rs-485，PROFIBUS，m-bus，knx，pyxos，canbus，homebus

什么是现场总线

现场总线控制系统（FCS）是信息数字化、控制分散化、系统开放化和设备间相互可操作的新一代自动化控制系统。它具有完全的开放性，在遵循统一的技术标准条件下，用户可以把不同品牌功能相同的产品集成在同一个控制系统内，构成一个集成的现场总线控制系统，在同一个系统内具有相同功能的不同产品之间能够进行自由的相互替换，使用户具有了自动化控制设备选择和集成的主动权。现场总线控制系统真正实现了现场设备智能化，彻底的控制分散化，使微灌控制系统功能不需要依赖控制中心的计算机或主控制装置，可以就近在现场完成控制功能，简化了系统结构，提高了可靠性和方便性。采用数字化通信，提高了信号传输的可靠性和精度，利用现场总线控制技术能够形成完全分散、全数字化的微灌控制网络。现场总线技术顺应了当今自控技术发展的“智能化、数字化、信息化、网络化、分散化”的主流，使传统的控制系统无论在结构上还是在性能上都出现巨大的飞跃，是未来微灌应用自动控制技术发展的方向。但是现场总线控制系统目前还处在发展过程之中，现场总线控制的技术标准、现场总线仪表和控制设备的智能化等方面还不是十分完善，进入市场的成熟的智能化现场设备和仪表还不是很多，且与常规设备相比价格仍然较贵，因此目前在微灌领域的应用还处于初始阶段。

分布式控制系统DCS与现场总线控制系统FCS有什么区别

简单说其实目前没有严格意义上真正的FCS系统。最接近FCS的系统其实还是艾默生公司的DeltaV DCS系统。国内在总线上研发投入最大的是中科院沈阳自动化所。似乎叫中科博微。其次是重庆川仪。FCS的精髓就在于 “现场自治”。即现场的仪表阀门和执行器等必须都是智能的，基金会总线的。当CPU（不管是PLC，还是DCS）挂了，只要总线还没断，总线还有电源，设备自己还活着。设备就能自己控制自己。这才是FCS 的精髓----现场自治。目前很多PLC 和DCS 系统仅仅只是能挂接FF总线而已，也号称是FCS。其实所谓FCS，不仅仅是控制系统，是其现场设备也得全部是FF总线的。且控制策略是下装到现场设备的。这才是真正的FCS。DCS就不用解释了吧？

现场总线技术都有哪些

流行现场总线简介1.4.1基金会现场总线1.4.2PROFIBUS1.4.3CAN1.4.4DeviceNet1.4.5LonWorks1.4.6ControlNet1.4.7CC-Link1.4.8CompoNet

基金会现场总线的应用场合有哪些

过程控制现场总线--工程、运行与维护外国人写的，现场总线仪表工程应用类非常实用有电子扫描版下载实体书得淘宝上买PROFIBUS协议分析与系统应用/侯维岩/清华大学出版DP的协议级学习必备别的具体工程应用类买本西门子的就够了

现在主流的现场总线都有那些

中国工控网可以查到几种常见的现场总线简介从1984年IEC开始制订现场总线国际标准至今，经过16年的努力和有关各方的协商妥协，最终，采用包括8种类型现场总线的IEC6lI58标准，并于1999年底的投票中得以通过。2.1 Type l IEC技术报告（即FF H1）FF H1现场总线的网络协议是按照 ISO OSI参考模型建立的，它由物理层、数据链路层、应用层，以及考虑到现场装置的控制功能和具体应用而增加的用户层组成。基金会现场总线（FF）是Type1现场总线的一个子集（Subset）。2.2 Type 2 ControlNetControlNet现场总线得到美国Rockwell公司支持。它采用了一种新的通信模式：生产者/客户（Producer/Consumer model）模式。这种模式允许网络上的所有节点，同时从单个数据源存取相同的数据。这种模式最主要的特点是增强了系统的功能，提高了效率和实现精确的同步。2.3 Type 3 ProfibusProfibus得到德国 Siemens公司支持。Profibus数据链路层总线存取有两种方式，即令牌环（Token-Ring）方式和主站/从站（Master/Slave）方式。Profibus系列由3个兼容部分组成，即Profibus-DP、Profibus-FMS和 Profibus-PA。Profibus-DP适用于设备级控制系统与分散I/O之间高速通信，它使用物理层、数据链路层以及用户接口。Profibus-FMS适用于车间级监控网络，是一个令牌结构、实时多主网络。Profibus-PA专为过程自动化设计，它能够将变送器和执行器连接到一根公共总线，符合IEC61158.2物理层规范，使用两根线可以完成供电和数据通信，并实现本质安全。2.4 Type 4 P－NetP-Net得到丹麦 Process Data公司支持。P-Net为带多网络和多端口功能的多主总线，允许在几个总线区直接寻址，无需递阶网络结构，是一种多网络结构。通信采用虚拟令牌（Virtual-Token）传递方式。该总线物理层基于RS-485标准，使用屏蔽双绞线电缆，传输距离l.2km。2.5 Type 5 FF HSEFF HSE即原 FF H2，美国Fisher-Rosemount公司支持。FF HSE现场总线使用框架式以太网（Shelf-Ethernet）技术，传输速率从100Mb/s到1Gb/s或更高。 HSE完全支持Type 1现场总线的各项功能，并允许基于以太网的装置通过一种连接装置与H1装置相连接。HSE总线成功地采用CSMA/CD链路控制协议和TCP/IP传输协议，并使用了高速以太网 IEEE 802.3 11标准的最新技术。2.6 Type 6 SwiftNetSwiftNet得到美国波音公司支持。SwiftNet现场总线是一种结构简单、实时性强的总线，协议仅包括物理层和数据链路层，在标准中没有定义应用层。2.7 Type 7 WorldFIPWorldFIP得到法国AlStom公司支持。WorldFIP现场总线分为3级，即过程级、控制级和监控级。它能满足用户的各种需要，适合于各种类型的应用结构，集中型、分散型和主站/从站型。2.8 Type 8 InterbusInterbuS得到德国 Phoenix Contact公司支持。Interbus现场总线可构成主/从式和环型拓扑网络，传输速率为500kb/S，采用RS－485屏蔽双绞线电缆。Interbus总线对单主机的远程1/O具有良好的诊断能力。三、现场总线模型3.1 现场总线模型ISA和IEC共同提出了粗略的现场总线框架模型，它是国际标准化组织ISO开放系统互连（OSI）模型的简化型。OSI模型原本有互相独立的7层：物理层、数据链路层、网络层、传送层、会话层、表示层和应用层，规定了每一层的功能及其对于上一层的服务。现场总线模型采用了其中的第1、2、7层，没有“网络”层到“表示”层（即第3～6层）,又增加了一个用户层，作为第8层。所以，该模型的4个功能层分别是：物理层、数据链路层、应用层和用户层。与OSI参考模型的相应层次相比，现场总线标准的物理层、链路层与其有相同的含义。从应用层看，现场总线有很大特色。物理层：该层规定了现场总线的传输介质、传输速率、每条线路可接仪表数量、最大传输距离、电源、连接方式及信号类型等。数据链路层：该层规定了物理层和应用层间的接口，其中包括：数据结构、传输差错控制、多主站使用的规范化等。该层将通过帧数据检验保证信息传输的正确性及完整性。应用层：它向用户提供了一个简单的接口，其中定义了读、写、解释或执行一个信息或一条命令的方法。其中很大部分是定义信息的语法。此外，应用层还定义了信息传输的方式，如：周期式、立即响应式、一次性方式及使用者请求方式等。用户层：该层定义了过程控制的基本内容。其中，包括现场总线内部信息的存取方法及信息在网内同一节点或不同节点的其它设备间的传送方法。现场总线结构的基础是功能块，由各功能块完成数据采集、控制或输出。每个功能块都包含一个算法功能和运算中所需的数据库以及由用户定义的该功能块的唯一标识符。