现场总线与工业以太网基金会现场总线

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1、第2章基金会现场总线2.1概述2.2基金会现场总线网络设备与安装2.3基金会现场总线组态基础2.4基金会现场总线仪表及应用第2章基金会现场总线基金会现场总线（FF）从自控系统的设计、安装、开车运行和维护的整个过程中都体现了优越性。FF系统结构简化，节省了控制设备。FF高度分散性与现场设备的自治性，使系统运行性能提高，对现场设备的诊断可随时进行，使系统可靠性大大改善。FF系统的开放性与互操作性，把从多个厂商处购买部件而集成系统的权利交给用户。FF是仪表和过程控制向数字化通讯方向发展而形成的技术。它不同于其他通讯协议，仅仅实现数据的数字化传输，而是用来完成整个过程控制系统的设计。本书介绍

2、现场总线技术，使您了解它的优势和长处，并进而将这种杰出而可靠的技术应用到您的控制系统中去。FF目前已经应用在石化、炼油、化工、石油天然气、热电厂、冶金矿山、水处理、造纸、公用（含电站）、食品饮料、制药、电力、钢铁和水泥等领域，FF技术已经运用得非常成熟。据报道，目前已经在使用的FF总线系统的最大规模已经达到12000台仪表。我国广西惠州新建的大型石化装置约采用数千台FF总线仪表，自动化的总投资达到5000万美元。上海SECCO新建的石化装置也全部采用FF总线技术和仪表，合同金额达到3000万美元。2.1概述2.1.1基金会现场总线发展背景、特点及应用情况2.1.2一个典型的工程实例2

3、.1.3技术分析2.1概述基金会现场总线FF（FoudationFieldbus）在过程自动化领域得到广泛支持和应用，并具有良好发展前景。FF总线由低速(FF-H1)和高速(FF-HSE)两部分组成，其中FF-H1网络以ISO/OSI模型为基础，取其物理层、数据链路层和应用层，并在应用层之上增加了用户层，构成了四层结构的通信模型。FF-H1传输速率为31.25Kbps，通信距离可达1900m（与传输介质有关，可加中继器延长），可支持总线供电，支持本质安全防爆环境。FF-H1主要用于过程工业（连续控制）的自动化。FF-HSE则采用基于Ethernet(IEEE802.3)+TCP/IP

4、的六层结构，其通信距离为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IEC61158-2标准。FF-HSE主要用于制造业(离散控制)自动化以及逻辑控制、批处理和高级控制等场合。2.1.1基金会现场总线发展背景、特点及应用情况1．FF总线的前身是ISP和WordFIP标准，ISP协议是以美国Fisher-Rousemount公司为首，联合Foxboro、横河、ABB、西门子等80家公司制订的；WordFIP协议是以Honeywell公司为首，联合欧洲等地的150家公司制订的。迫于用户压力和市场需求，1994年9月两大集团合并，成立了现场总线基金会。现场总线基金

5、会致力于开发出国际上统一的现场总线协议。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。2．FF的最大特色在于它不仅是一种总线，而是一个系统。它既是网络系统也是自动化系统。作为新型自动化系统，区别于以前各种自动化系统的特征在于它所具有的开放型数字通信能力，使自动化系统具备了网络化特征；而作为一种通讯网络，有别于其它网络系统的特征则在于它位于工业现场，其网络通信是围绕完成各种自动化任务进行的。FF总线的低速部分FF-H1是参考了ISO/OSI参考模型,并在此基础上根据过程自动化系统的特点进行演变而得到的。除了实

6、现现场总线信号的数字通信外，FF-H1具有适用于过程自动化的一些特点：支持总线供电、支持本质安全、采用令牌总线访问机制等。基于以太网的高速部分HSE充分利用低成本和商业可用的以太网技术，并以100Mbit/s到1Gbit/s或更高的速度运行。HSE支持所有的FF总线低速部分31.25kbit/s的功能，并支持H1设备与基于以太网的设备通过链接设备接口。HSE现场总线技术的另一个关键特点是，HSE现场设备支持标准的FOUNDATION功能模块，例如AI、AO和PID，也包括新的、具体应用于离散控制和I/O子系统集成的“柔性功能模块”(flexiblefunctionblock,FFB)

7、等。链接设备和HSE现场设备可以结合进一个单一的、节约成本的和强大的物理设备，用于批处理、逻辑PLC和连续控制。所有或部分的HSE网络和设备可实现冗余，以适应应用中容错的需要。3．基金会现场总线这一开放、可互操作的技术已经成为全球范围内领先的数字化控制系统解决方案。近年来，越来越多的最终用户采纳了基金会现场总线技术。该技术已广泛应用在石油、天然气、石油化工、化工食品、制药、电力、水处理、钢铁矿山、造纸、水泥等行业有着广泛应用，其中石化领域目前是FF总线最主