3基金会现场总线.ppt.ppt

基金会现场总线 基金会现场总线(由现场总线基金会(Fieldbus Foundation)组织开发)系统是为适应自动化系统、特别是过程自动化系统在功能、环境与技术上的需要而专门设计的。 它可以工作在工厂生产的现场环境下，能适应本质安全防爆的要求，还可通过传输数据的总线为现场设备提供工作电源。 这种现场总线标准是由现场总线基金会(Fieldbus Foundation)组织开发的。它得到了世界上主要自控设备供应商的广泛支持，在北美、亚太、欧洲等地区具有较强的影响力。 现场总线基金会的目标是致力于开发出统一标准的现场总线，并已于1996年一季度颁布了低速总线Hl的标准，安装了示范系统，将不同厂商的符合FF规范的仪表互连为控制系统和通信网络。使H1低速总线步入实用阶段。(H2、HSE) 主要技术内容有： (1)基金会现场总线的通信技术。它包括基金会现场总线的通信模型、通信协议、通信控制器芯片、通信网络与系统管理等内容。它涉及一系列与网络相关的硬、软件，如通信栈软件，被称之为圆卡的仪表用通信接口卡，FF与计算机的接口卡，各种网关、网桥、中继器等。它是现场总线的核心基础技术之一，无论对于现场总线设备的开发制造单位，还是系统设计单位、系统集成商以至用户，都具有重要作用。 (2)标准化功能块(FB，Function B10ck)与功能块应用进程(FBAP，Function Block Application Process)。它提供一个通用结构，把实现控制系统所需的各种功能划分为功能模块，使其公共特征标准化，规定它们各自的输入、输出、算法、事件、参数与块控制图，并把它们组成为可在某个现场设备中执行的应用进程。便于实现不同制造商产品的混合组态与调用。功能块的通用结构是实现开放系统构架的基础，也是实现各种网络功能与自动化功能的基础。 (3)设备描述(DD，Device Description)与设备描述语(DDL，Device DescriptionLanguage)。为实现现场总线设备的互操作性，支持标准的功能块操作，基金会现场总线采用了设备描述技术。 设备描述为控制系统理解来自现场设备的数据意义提供必需的信息，因而也可以看作控制系统或主机对某个设备的驱动程序，即设备描述是设备驱动的基础。设备描述语言是一种用以进行设备描述的标准编程语言。采用设备描述编译器，把DDL编写的设备描述的源程序转化为机器可读的输出文件。控制系统正是凭借这些机器可读的输出文件来理解各制造商的设备的数据意义。现场总线基金会把基金会的标准DD和经基金会注册过的制造商附加DD写成CD—ROM，提供给用户。 (4)现场总线通信控制器与智能仪表或工业控制计算机之间的接口技术。 在现场总线的产品开发中，常采用OEM集成方法构成新产品。已有多家供应商向市场提供FF集成通信控制芯片、通信栈软件、圆卡等。把这些部件与其他供应商开发的、或自行开发的、完成测量控制功能的部件集成起来，组成现场智能设备的新产品。要将总线通信圆卡与实现变送、执行功能的部件构成一个有机的整体，要通过FF的PC接口卡将总线上的数据信息与上位的各种MMI(即人机接口)软件、高级控制算法融为一体，尚有许多智能仪表本身及其与通信软硬件接口的开发工作要做。 如：如与MMI软件连接中的OPC技术。 (5)系统集成技术。它包括通信系统与控制系统的集成，如网络通信系统组态、网络拓扑、配线、网络系统管理、控制系统组态、人机接口、系统管理维护等。这是一项集控制、通信、计算机、网络等多方面的知识，集软硬件于一体的综合性技术。 它在现场总线技术开发初期，在技术规范、通信软硬件尚不十分成熟之时，具有其特殊的意义。对系统设计单位、用户、系统集成商更是具有重要作用。 (6)系统测试技术。包括通信系统的一致性与互可操作性测试技术、总线监听分析技术、系统的功能和性能测试技术。一致性与互可操作性测试是为保证系统的开放性而采取的重要措施。一般要经授权过的第三方认证机构作专门测试，验证符合统一的技术规范后，将测试结果交基金会登记注册，授予FF标志。只有具备了FF标志的现场总线产品，才是真正的FF产品，其通信的一致性与系统的开放性才有相应保障。 通信系统的主要组成部分及其相互关系 基金会现场总线的核心部分之一是实现现场总线信号的数字通信。 为了实现通信系统的开放性，其通信模型参考了ISO／OSI参考模型，并在此基础上根据自动化系统的特点进行演变后得到的。（参考模型图） 物理层规定了信号如何发送；数据链路层规定如何在设备间共享网络和调度通信；应用层则规定了在设备间交换数据、命令、事件信息以及请求应答中的信息格式。用户层则用于组成用户所需要的应用程序，如规定标准的功能块、设备描述，实现网络管理、系统管理等。 现场总线的通信参考模型可简单