实操派文库一最全的工业合动化手册实操派文库一最全的工第7章基金会现场总线FF基金会现场总线，即Foundation Fieldbus,简称FF,是在过程自动化领域得到广泛支持和具有良好发展前景的技术。■基金会现场总线系统是为了适应自动化系统，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。这种现场总线的标准是由现场总线基金会组织开发的。基金会现场总线的系统是开放的，可以由来自不同制造商的设备组成。只要这些制造商所设计与开发的设备遵循基金会现场总线的协议规范，并且在产品开发期间，通过致性测试，确保产品与协议规范的一致性，这样当把不同制造商的产品连接到同一个网络系统时，作为网络节点的各个设备之间就可以互操作，还可以允许不同厂商生产的相同功能设备之间相互替换。实操派文库最全的工实操派文库一最全的工业实7.1基金会现场总线FF7.1.1基金会现场总线FF的主要技术■FF的主要技术内容如下：册下载■1.基金会现场总线的通信技术基金会现场总线的通信技术包括基金会现场总线通信模型、通信协议、通信控制器芯片、网络与系统管理等内容。它涉及一系列与网络相关的软硬件，例如通信栈软件、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。■2.标准化功能块FB与功能块应用进程FBAPFF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、参数和块控制图，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与设备描述语言DDL为实现现场总线设备的互操作性，支持标准的功能操作，基金会现场总线采用了设备描述技术。设备描述是控制系统为理解来自现场设备的数据意义提供必需的信息，因而也可以将其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来自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，即把FF集成通信控制芯片、通信栈软件、圆卡等部件与完成测量控制功能的部件集中起来，组成现场智能设备。是快■5.系统集成技术系统集成技术包括通信系统与控制系统的集成。例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和软硬件于一体的综合性技术。的6.系统测试技术系统测试技术包括通信系统的一致性与互操作性测试技术,总线监听分析技术，系统的功能、性能测试技术等。7.1.2通信系统的组成及其相互关系■基金会现场总线FF的核心技术之一是控制网络的数字通信。为了实现通信系统的开放性，其通信模型是参考了SO/OS引参考模型，并在此基础上根据自动化系统的特点是快经简化后得到的。基金会现场总线的参考模型只具备1SO/OS参考模型7层中的3层，即物理层、数据链路层和应用层，并按照现场总线的实际要求，把应用层划分为两个子层：总线访问子层与总线报文规范子层。变送器、执行器等都属于现场总线的物理设备，每个具有通信能力的现场总线物理设备都具有通信模型。通信模型的主要组成及其相互关系如图7-1所示。最全的实操派文系统对象系统设备描述管理管理功能块对象网络管理用户层功能块内核字典信息库字典代理对象字典对象应用进程系统管理VCRs到实内核网络应用层协议学P层管理信息规范子层管理信息库总线访问子层层管理数据链路层数据链路层层管理物理层物理层层管理图7-1通信模型的主要组成及其相互关系7.1.3基金会现场总线的通信模型为了实现通信系统的开放性，基金会现场总线的通信模型是参考了ISO/OS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。ISO/OS参考模型为开放系统的互连定义了一个通用的7层通信结构。这个通用结构为了适应现场总线环境进行了优化，移去了中间的层次现场总线与OS的关系如图7-2所示。PLC就是快I实操派文库一最全的工业自动实操派文现场OSI模型用户程序总线の、用户程序模型总线报文规范层应用层载到总线访问子层手册下载：到实操派表示层会话层学PLC就是快I通信“栈”学PLC就是快！传输层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层物理层实操派文库最全的丁实操派文库图7-2现场总线与OS的关系通信系统的每一层负责现场总线上报文传递的一个部分，FF协议结构如图7-3所示。应用层用户数据到总线报文规范层FMS PCI4全的工业自动化手册下载到"实操派”，学PLC就是快！用户数据0-251总线访问子层是快FAS PCIFMS PDU14-255数据链路层DLL PCIFAS PDU帧校验序列5155-2562物理层前同步信号起始界定符DLL PDU结束界定符18-2731实操派文库最全的工业现场总线图7-3FF协议结构实操派文库一最全的工7.1.4物理层实操派文库基金会现场总线的物理层遵循EC1158-2与1SA-S50.02中有关物理层的标准。现场总线基金会为低速总线颁布了31.25kbps的FF-816物理层规范，也称为H1标准。目前作为现场总线的高速标准HSE高速以太网的标准也已经完成派■1.物理层的功能LC就物理层用于实现现场物理设备与总线之间的连接。其主要功能是为现场设备与通信传输媒体的连接提供机械和电气接口，为现场设备对网络的发送或接收提供合乎规范的物理信号。■2.物理层的结构按照EC物理层规范的有关规定，物理层又分为媒体相关子层与媒体无关子层。的媒体相关子层负责处理导线、光纤、无线介质等不同传输媒体的信号转换问题。媒体无关子层是媒体访问单元与数据链路层之间的接口。上述有关信号编码，增加或去除前导码、界定码的工作均在物理层的媒体无关子层完成。那里设有专用电路来实现编码等功能。■3.传输介质学PH1网段支持多种传输介质：双绞线、电缆、光缆、无线就是快介质。目前应用较为广泛的是前两种。H1标准采用的电缆类型可为无屏蔽双绞线、屏蔽双绞线、屏蔽多对双绞线和多芯屏蔽电缆。4.FF的物理信号波形基金会现场总线(FF)的现场设备提供两种供电方式：总线供电与单独供电。FF的信号波形如图7-4所示。全的工业自人现场总线信号学PLC就是快实操派文库一最全的工业自动化手册下载：到实操派”，学PLC就是快！AZE-6图7-4H1的物理信号波形实操派文库一最全的工业实操实个现场设备的网络配置如图7-5所示。最全的工业自动最全的工手册下电源实操派终端器现场设备手册下载：到实操派”，学PLC就是快终端器图7-5网络配置实操派文■5.H1信号编码(1)协议报文编码■协议报文是指要传输的数据报文。■(2)前导码前导码置于通信信号最前端，是特别规定的一组8位数字信号：10101010。是快C就是快(3)帧前界定码帧前界定码标明了协议数据信息的起点，长度为一个8位的字节。(4)帧结束码帧结束码标志着协议数据信息的终止，其长度也为8个时钟周期，或称一字节。最的