现场总线作业讲解.doc

信息工程学院 现场总线控制技术课程论文 题目： FF现场总线在工程中的应用 专业名称： 电气工程及其自动化 班 级： 成 绩： 姓 名： 学 号： 目录 1 1.1 FF现场总线概述 1 1.2 FF现场总线技术 1 1.3 FF现场总线特点与优势 2 第二章 应用 3 2.1 电缆 4 2.2 供电 4 2.3 短路保护 4 2.4 在非防爆场合的应用 5 2.5 在防爆场合的应用 5 2.5.1 现场总线隔离栅 5 2.5.2 现场总线本安中继器 6 2.5.3 无火花型和隔爆型防爆 6 2.5.4 FF现场安全栅模盒 7 第三章 心得体会 8 第四章 参考文献 9 绪论 1.1 FF现场总线概述 FF(HSE)现场总线即为IEC定义的H2总线，它由Fieldbus Foundation(FF)组织负责开发，并于1998年决定全面采用已广泛应用于IT产业的高速以太网（highspeed ethernet HSE）标准。该总线使用框架式以太网（Shelf Ethernet）技术，传输速率从100Mbps到1Gbps或更高。HSE完全支持IEC 61158现场总线的各项功能，诸如功能块和装置描述语言等，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。连接到一个连接装置上的H1装置无须主系统的干予就可以进行对等层通信。连接到一个连接装置上的H1装置同样无须主系统的干预也可以与另一个连接装置上的H1装置直接进行通信.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IEEE802.3μ标准的最新技术。 基金会现场总线(FF，Foundation Fieldbus)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设计的。它可以工作在生产现场，并能适应本质安全防爆的要求下，好可以通过传输数据的总线为现场设备提供工作电源。该总线标准是由现场总线基金会(Foundation Fieldbus)组织开发的，现已成为IEC 61158标准。 1.2?FF现场总线技术 基金会现场总线是一个充当工厂/车间测试和控制设备局域网的全数字、串行双工的通讯系统。在车间网络的等级系列中，现场总线环境为数字网络的低层。 FF的协议规范建立在ISO/OSI层间通讯模型之上，它由3个主要功能部分组成：物理层、通讯栈和用户层。 物理层 物理层对应于OSI第1层，从上层接收编码信息并在现场总线传输媒体上将其转换成物理信号，也可以进行相反的过程。 通讯栈 通讯栈对应于OSI模型的第2层和第7层。第2层即数据链路层(DLL)，它控制信息通过第1层传输到现场总线，DLL同时通过LAS(链接活动调度器)连接到现场总线。LAS用来规定确定信息的传输和批准设备间数据的交换。第7层即应用层(AL)，对用户层命令进行编码和解码。 用户层 用户层是一个基于模块和设备描述技术的详细说明的、标准的用户层，定义了一个利1 用资源模块、转换模块、系统管理和设备描述技术的功能模块应用过程(FBAP)。 资源模块定义了整个应用过程(如制造标识，设备类型等)的参数。功能模块浓缩了控制功能(如PID控制器，模拟输入等)。转换模块表示温度、压力、流量等传感器的接口。 a.功能模块 FF发布的最初10个功能模块覆盖了80%以上的基础过程控制轮廓。除此之外FF还增加了19个高级功能模块。 一个现场总线设备必须具有资源模块和至少一个功能模块，这个功能模块借助总线在同一或分开的设备中通过输入和/或输出参数连接到其它功能模块。每一个输入/输出参数都有一个值和一个状态。每个参数的状态部分带有这个值的质量信息，如好、不定或差。 功能模块执行同步化和功能模块参数在现场总线上的传送使得将控制分散到现场总线成为可能。系统管理和网络管理负责处理这一功能，以及将时间发布给所有设备，自动切换到冗余时间打印者，自动分配设备地址，在现场总线上寻找参数名或标识。 b.设备描述技术 设备描述(DD)是实现互操作的用户层技术的另一个关键因素。DD被用来描述标准模块参数和供应商的特殊参数以使任何主系统能够与这些参数互操作。在一定意义上，DD是主系统所使用设备参数的扩展描述。 供应商用一种称为设备描述语言(DDL)的特殊编程语言编写设备描述(DD)。DDL源码被转换成充当现场总线设备/驱动器的有效的DD二进制形式。DD提供了控制系统或主系统理解设备数据意义所必需的所有信息，包括校准和诊断等功能的人机接口。 FF为所有标准模块提供了DD。设备供应商通常准备一个增量DD，它以简便的方法