FF基金会现场总线.doc

第 0 页 共 22 页控制网络与通信大作业题 目： FF 基金会现场总线 作 者： 陈 荣 学 号： ZB0213104 班 级： ZB02131 指导老师： 王 小 英 日 期： 2014.6.10 第 1 页 共 22 页目录摘 要 .................................................................................................................3一、 发展历史 .........................................................................................................4二、工作原理 ...........................................................................................................72.1 FF 总线 H1 总线电路和信号形式 .................................................................72.2 物理层 ..........................................................................................................72.3 链路层 ..........................................................................................................82.4 应用层 ..........................................................................................................82.5 用户层 ..........................................................................................................92.6 协议数据的构成与层次 ..............................................................................9三、FF 现场总线的拓扑结构 ................................................................................113.1 点对点拓扑结构 ........................................................................................113.2 树形拓扑结构 ............................................................................................113.3 菊花链拓扑结构 ........................................................................................123.4 带支线拓扑结构 ........................................................................................133.5 电缆及通信距离 ...........................................................................................13四、主要产品 .........................................................................................................15五、FF 基金会现场总线的应用 ............................................................................175.1 FF 总线在汽轮机轴封系统上的应用 ..........................................................175.2 FF 总线在温度测点上的应用 ...................................................................18六、个人思考 .........................................................................................................196.1 基金会现场总线的十大技术特点 ...............................................................196.2 基金会现场总线用户获益的十大源泉 .......................................................196.3 基金会现场总线的五大关键技术 ...............................................................206.4 基金会现场总线的五大保障体系 ...............................................................20参考文献 .................................................................................................................21第 2 页 共 22 页FF 基金会现场总线摘 要随着计算机硬件、软件技术及网络技术的迅速发展，自动化技术也迅猛发展起来，许多控制功能已经被下放到现场级设备中，这使得现场设备间的数据通讯量加大，这种趋势推动了现场总线技术的发展。

现场总线是八十年代末在国际上发展起来的用于制造业自动化、过程自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通信网络目前不同国家和厂家已纷纷组成集团发表了各自的现场总线协议标准，市场上出现的现场总线有：FF、Proflbus、LonWorks、CAN、HART、Interbus、ISPFIP、SDS、Devlcenet 等等在众多的现场总线技术当中，由现场总线基金会组织(Fieldbus Foundation，FF)开发的基金会现场总线在过程自动化领域中得到了广泛的应用以基金会现场总线FF为信息通道构成了一种全分布式的自动化系统，其主要功能是对工业生产过程进行测量、信号变送、控制等FF于1996 年颁布了低速总线Hl标准随着以太网技术的成熟， FF又制定了FF HSE(High Speed Ethemet) 规范，该规范定义了一种基于高速以太网的现场总线技术为实现自动控制系统的控制功能，在H1和HSE应用层之上增加了用户层用户层包括了FF所定义的标准化的功能块和功能块应用进程，构成了自动化控制系统中实现控制功能的主要部分FF基金会现场总线由于其优良的性能、较高的可靠性和控制功能、诊断功能、管理功能，特别适合于工业过程监控设备的互连，因而越来越受到工业界的重视，并已被公认为应用于过程自动化系统中最具有前途的现场总线之一。

关键字：基金会现场总线 协议 网络结构 应用领域 主要产品第 3 页 共 22 页FF 基金会现场总线一、 发展历史基金会总线（FF，Foundation Fieldbus）是在过程自动化领域得到广泛支持和具有专有良好发展前景的技术其前身是以美国 Fisher－Rosemount 公司为首，联合 Foxboro、横河、ABB、西门子等 80家公司制订的 ISP 协议和以 Honeywell 公司为首，联合欧洲等地的 150 家公司制订的 World FIP 协议屈于用户的压力，这两大集团于 1994 年 9 月合并，成立了现场总线基金会，致力于开发出国际上统一的现场总线协议它以 ISO/OSI 开放系统层上增加了用户层用户层主要针对自动化测控应用的需要，定义了信息存取的统一规则，采用设备描述语言规定了通用的功能块集由于这些公司是该领域现场自控设备发展方向的能力，因而由它们组成的基金会所颁布的现场总线规范具有一定的权威性FF（Fieldbus Foundation）现场总线简介FF 总线系统体系结构FF 现场总线基金会是由 WORLDFIP NA（北美部分，不包括欧洲）和 ISP Foundation 于 1994 年 6月联合成立的，它是一个国际性的组织，其目标是建立单一的、开放的、可互操作的现场总线国际标准。

这个组织给予了 IEC 现场总线标准起草工作组以强大的支持这个组织目前有 l00 多成员单位，包括了全世界主要的过程控制产品及系统的生产公司1997 年 4 月这个组织在中国成立了中国仪协现场总线专业委员会（CFC）致力于这项技术在中国的推广应用FF 成立的时间比较晚，在推出自己的产品和把这项技术完整地应用到工程上相对于 Profibus 和 WORLDFIP 要晚但是正由于 FF 是 1992第 4 页 共 22 页年 9 月成立的，是以 Fisher Rosemount 公司为核心的 ISP（可互操作系统协议）与 WORLDFIP NA 两大组织合并而成的，因此这个组织具有相当实力：目前 FF 在 IEC 现场总线标准的制订过程中起着举足轻重的作用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 现场总线基金会自 1984 年成立以来，经过十年的发展，已经形成了一个开放的、全数字化的工业通信系统，并在上世纪末开始进入中国市场，推动了中国的工业自动化技术进步，并开始了大型全区域系统集成的应用一个开放式的总线协议，很重要的一点就是有多少设备支持这个协议否则，这个协议的开放性就没有意义了从 2001 年起，支持 FF 总线的产品越来越多。