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基金会现场总线- 什么是现场总线

发布时间:2022-05-10 09:29:50 【金融知识】 0次阅读

摘要基金会现场总线通信模型具备osi参考模型的哪些层作用是什么1、物理层数据链路层和应用层。2、用户层a、物理层规定信号如何发送；b、数据链路层规定如何在设备间共享

基金会现场总线通信模型具备osi参考模型的哪些层作用是什么

1、物理层数据链路层和应用层。2、用户层a、物理层规定信号如何发送；b、数据链路层规定如何在设备间共享网络和调度通信；c、应用层规定设备间交换数据、命令、事件信息以及请求应答中的信息格式。3、用户层则用于组成用户所需要的应用程序。

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。

请介绍下目前流行的几种现场总线(PROFIBUS除外)技术特点，应用领域(中国市场)，和主要技术背景(支持公司)

一、 Lonworks:它由美国Echelon公司推出，它采用ISO/OSI模型的全部7层通讯协议，采用面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置。支持双绞线、同轴电缆、光缆和红外线等多种通信介质，并开发了本质安全防爆产品，被誉为通用控制网络。采用Lonworks技术和神经元芯片的产品，被广泛应用在楼宇自动化、家庭自动化、保安系统、办公设备、交通运输、工业过程控制等行业。二、基金会现场总线(Foundation Fieldbus):基金会现场总线(Foundation Fieldbus，简称FF)于1994年由美国Fisher-Rosemount和Honeywell为首成立。它以ISO/OSI开放系统互连模型为基础，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。基金会现场总线分H1和H2两种通信速率。H1的传输速率为31.25kbps，可支持总线供电和本质安全防爆环境，支持双绞线、光缆和无线发射，协议符合IEC1158-2标准，传输信号采用曼册斯特编码。三、 CAN :CAN是控制局域网络的简称，由德国BOSCH公司推出，它广泛用于离散控制领域。CAN的信号传输采用短帧结构，传输时间短，具有自动关闭功能，具有较强的抗干扰能力。四、 HART:HART最早由Rosemount公司开发。其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信，属于模拟系统向数字系统转变的过渡产品。由于它采用模拟数字信号混和，难以开发通用的通信接口芯片。HART能利用总线供电，可满足本质安全防爆的要求，并可用于由手持编程器与管理系统主机作为主设备的双主设备系统。

现场总线的发展历程？

1984年美国Inter公司提出一种计算机分布式控制系统-位总线（BITBUS），它主要是将低速的面向过程的输入输出通道与高速的计算机总线多（MULTIBUS）分离，形成了现场总线的最初概念。80年代中期，美国Rosemount 公司开发了一种可寻址的远程传感器（HART）通信协议。采用在4～20mA模拟量叠加了一种频率信号，用双绞线实现数字信号传输。HART协议已是现场总线的雏形。1985年由Honeywell和Bailey等大公司发起，成立了World FIP制定了FIP协议。1987年，以Siemens，Rosemount，横河等几家著名公司为首也成立了一个专门委员会互操作系统协议（ISP）并制定了PROFIBUS协议。后来美国仪器仪表学会也制定了现场总线标准IEC/ISA SP50。随着时间的推移，世界逐渐形成了两个针锋相对的互相竞争的现场总线集团：一个是以Siemens、Rosemount，横河为首的ISP集团；另一个是由Honeywell、Bailey等公司牵头的WorldFIP集团。1994年，两大集团宣布合并，融合成现场总线基金会（Fieldbus Foundation）简称FF。对于现场总线的技术发展和制定标准，基金委员会取得以下共识：共同制定遵循IEC/ISA SP50协议标准；商定现场总线技术发展阶段。

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。

基金会现场总线技术十年以来进步与发展

基金会现场总线H1( FF H1)为DCS/PLC主机系统与现场仪表之间供电并进行数字通讯。在同一总线电缆上最多可挂接31台现场设备，在这些设备之间传输状态信息和命令。现场总线比单纯的控制系统具有更多的特性。远程组态，设备管理，以及前瞻行维护等均可通过现场总线实现。Fieldconnex 可以很好的保护现场设备通讯数据并将其传递到DCS系统中。设计简便，元件可靠均使得现场总线应用方便且耐用性高。多种防爆技术的应用便于现场总线的安装，调试以及可靠运行。FF H1符合IEC61158-2标准。现场总线基金会是一政府机构，发布应用指南和相关规范并确保设备的互操作性，涉及工厂操作员，供货商，承包商以及DCS系统厂家。