FF现场总线的技术简介.pdf

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1、FF现场总线的技术简介数字通讯的优点1、信息更多：能在一根电缆上传输大量的信息。2、多挂接：能在一根电缆挂接多台设备。3、坚实可靠。4、互操作性。概述现场总线是一种实用技术，智能、开放、数字、多节点通信技术。现场设备信息采集，PID控制与双向全数字化通信，监视和管理现场设备，降低生命周期成本。现场总线技术是计算机、通信、控制技术向现场扩展。在流程工业、制造业及市政工程等已成功地应用，并取得一定经验。现场总线技术还需要不断完善本身的功能，提高工程设计和应用水平，特别是系统软件、应用软件、通信策略等。现场总线技术目前处于多种总线技术共存，各自拓展其应用领域、强化竞争力。以太网

2、远程I/O及无线仪表将成新的热点。FF基金会现场总线、Profibus现场总线适用于流程工业，已有相当规模应用业绩。现场总线国际标准2000年1月4日，IEC61158通过将8种类型总线作为国际标准。TYPE1IEC技术报告（即FFH1，FoundationUSA)TYPE2Control-NET(Rockwell,USA)TYPE3PROFIBUS(SIEMENS,DE)TYPE4P-NET(ProcessData,DM)TYPE5FFHSE(Foundation,USA)TYPE6Swift-Net(Boeing,USA)TYPE7WorldFip(Alstom,FR)TYPE8I

3、nterbus(PhoenixControl,DE)现场总线的优点:提高准确度增强控制的实时性取消I/O转换节约信号电缆双向通信增强了控制的灵活性产生多变量变送器减少通信负荷现场总线控制系统（FCS）FCS定义现场总线控制系统FCS也可称为现场控制系统。“它是诸多现场仪表通过现场总线互联与控制事内人-机界面所组成的系统，是一个全分散、全数字化、全开放和可互操作的新一代生产过程控制系统。”现场总线控制系统（FCS）的特点实现了全数字化通讯实现了不同厂家产品的互操作实现了真正的分散控制实现了控制策略组态简单一致的操作HART协议速度：1.2kb/sFF-H1:数据传

4、输方式：数字化位同步数据传输速度：31.25kbit/sec编码形式：曼彻斯特编码总线供电驱动电压：9-32VDC信号电压：0.75Vss--1Vss电缆形式：屏蔽双绞线拓扑结构：线型、树型、星型、复合型电缆长度：小于1900M每段挂接设备数量：最多32台FF信号：曼彻斯特双相-L编码A时钟B数据10110010曼彻斯特码A+B前同步信号10101010N+N-N-N+N+N-N+N-起始符1N+N-10N-N+0结束符1N+N-N+N-101FF信号波形图0.75-1Vp-p9-32VdctFF现场总线连线示意图控制系统带有接线组件的现场接线箱交流电源主干电缆电源调整器分支电缆主配电电

5、源系统FF现场总线电气原理图近端远端终端器终端器电源调整器FF现场设备100W100W信号+隔离元件-1mF1mF1900米Max.去FF-H1接口卡受调度通信与非调度通信受调度通信:强制数据（CD)非调度通信令牌传输（PT）时间分配（TN）探测节点（PN）链路活动调度器（LAS）的算法在发布下等待直到发布CD一个CD前有时间做的时间到，等待期发布CD其他工作吗？间发布空闲报文。发布PT、TD、PN链路活动调度器(LAS)设置链路活动调度器（LAS）作用：按照预定的调度时间表发出通信命令，对H1网段上的所有设备进行轮询，具有周期性，执行功能块调度（如功能块运算、数据转换等）；在预定

6、的调度时间表之外特定时间段内，向H1网段上的所有设备发送令牌信息，让其发送突发信息，如报警、改变设定值等非周期性信息；还监视H1网段的设备。H1网段上必须有两个LAS，主LAS设置在H1冗余卡内，后备LAS设置在H1网段现场某个设备中。宏周期重复执行链路调度开始绝对时间AIAI设备1执行总线调度通信设备2执行PIDAOPIDAO总线非调度（背景通信）020406080100120（ms）总线链路调度时间偏移量用户程序模块(FB):资源块:主要描述现场总线设备的特性,如名称、制造商及系列号等，每台设备只有一个资源块。转换器块:各种设备硬件通道和标准输入输出功能块间的过渡环节。功能块:由基

7、本功能块和附加算术功能块组成，不同的功能块组合成用户所需的控制系统。FF功能块FF公布十个基本功能块：模拟输入AI；模拟输出AO；控制选择CS；P，PD控制PD；手动ML；开关输入DI；开关输出DO；偏置增益BG；PID，PI，I控制PID；比率RAFF公布十九个先进功能块：复杂摸出；复杂开出；脉冲输入；输入选择；运算；积算；分离器；算术运算；信号特征；装置控制；摸拟报警；死区；定时；超前滞后补偿；摸拟接口；步进PID；SP发生