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　　基金会现场总线 概述基金会现场总线（FOUNDATION Fieldbus）是一种用于工业自动化系统的数字通信总线技术。

　　它通过在工厂或工程现场中连接传感器、执行器和控制设备，实现数据交换和控制指令传输。

　　作为一种先进的通信协议，基金会现场总线已经在许多行业中得到广泛应用，并取得了显著的成果。

　　低速总线是基金会现场总线的一个重要组成部分，其主要用途是接口连接传感器和执行器等较简单的设备，进行实时数据采集和控制。

　　H1标准是针对低速总线而制定的规范，它定义了传输速率以及通信参数等重要信息。

　　1.2 研究背景随着工业自动化水平不断提高，对于实时、可靠和高效的数据交换需求日益增加。

　　基金会现场总线作为最常见、最广泛应用的一种数字通信总线技术之一，被广泛应用于制造业、能源行业等领域。

　　然而，由于不同工业场景对信号传输速率的需求存在差异，因此研究如何提升低速总线的传输速率成为了一个重要的课题。

　　1.3 目的和意义本文旨在分析基金会现场总线标准，并探讨如何提升低速总线的传输速率以满足不同行业对实时数据交换的需求。

　　通过结合实践案例和具体应用场景，将深入探讨H1标准与低速总线之间的联系和差异，并提出相关解决方案和建议。

　　同时，本文也将展望未来基金会现场总线技术的发展趋势，并针对进一步研究方向提出建议，以推动相关产业的发展和创新。

　　综上所述，本文将通过全面介绍、分析和探讨基金会现场总线标准，旨在为读者提供深入了解基金会现场总线技术及其应用价值的参考，并为工业自动化领域相关从业人员提供指导和借鉴。

　　2. 基金会现场总线 什么是基金会现场总线?基金会现场总线(Foundation Fieldbus)是一种用于工业自动化领域的数字串行通信总线系统。

　　第三章基金会现场总线第一节FF概述基金会现场总线，即Foudation Fieldbus，简称FF，是过程自动化领域（如化工、电力厂试验系统、废水处理和油田等行业）得到广泛支持和具有良好发展前景技术。

　　屈于用户压力，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现场总线协议。

　　FF分为低速H1和高速HSE两部分，分别属于IEC标准中两个不同的子集。

　　H1传输速率为31.25kbps，通信距离可达1900m（可加中继器延长），可支持总线供电，支持本质安全防爆环境。

　　物理传输介质支持双绞线、光缆、无线发射，其物理媒介的传输信号采用曼彻斯特编码。

　　开发和使用FF的目的和意义在于实现工业设备的互操作性和互替换性，用户只要根据系统功能上的需要便可从众多的设备供应商中选择性价比最高的产品。

　　国内FF H1总线电缆FF现场总线的构成单元第二节FF的主要技术(1)FF通信技术：包括FF通信模型、通信协议、通信控制器、通信网络与管理等。

　　(2)标准功能块（FB）与功能应用进程（FBAP ）：将控制功能的公共特征划分为标准功能块，由这些功能块构成现场设备的应用进程，便于系统组态、调度和管理等。

　　(3)设备描述（DD）与设备描述语言（DDL）：设备描述主要是解决互操作性问题，DD是设备驱动程序，DDL是进行DD的标准编程语言。

　　(4)FF通信与外设（如智能仪表）接口技术：通信控制芯片、通信栈软件、FF圆卡等都有多家供应商提供，根据需要便于功能集成，设计新产品。

　　(6)系统测试技术：包括产品一致性与互操作性测试；功能和性能测试；总线性能分析测试等。

　　系统测试是对自动化系统进行全面检 测和评估的过程，以确保系统的性能 和可靠性。

　　在基金会现场总线上，系统集成需要 考虑不同设备和系统之间的通信和数 据交换，以确保整个系统的协调运行 。

　　系统测试包括功能测试、性能测试、 安全测试等方面，以确保系统在各种 工况下的稳定性和可靠性。

　　由于基金会现场总线系统通常应用于工业环境中，因此需要 具备高可靠性和稳定性，能够应对各种恶劣环境和意外情况 。

　　智能制造系统通过基金会现场总线实现设备间的实时通信和数据共享，提高生产效率和设备利用率。

　　在智能制造系统中，基金会现场总线技术被广泛应用于各种设备和传感器之间的通信。通过该技术， 设备可以实时地共享和传输数据，使得生产过程中的各种信息能够得到及时、准确的传递。这不仅提 高了生产效率，还降低了设备的故障率，提高了设备利用率。

　　设备描述语言是用于描述设备功能、特性和参数的一种语言，它能够使设备在基金 会现场总线上进行互操作。

　　设备描述语言采用XML格式，通过定义设备的属性和方法，实现对设备的描述和配 置。

　　设备描述语言是基金会现场总线软件技术的重要组成部分，它能够提高设备的互操 作性和可维护性。

　　基金会现场总线技术需要遵循统一的国际标准，以确保不同厂商的设备能够互 操作和兼容。

　　• 开发出符合IEC和ISA标准的，唯一的国际现场总线， 即基金会现场总线FF • 加速推广现场总线的应用 • 向全球提供现场总线技术的支持

　　• 帮助用户接受互可操作现场总线技术 • 支持互可操作现场总线标准的开发 • 促进互可操作现场总线产品的开发 – 开发并发布技术规范 – 提供培训 – 确保技术的可用性

　　• FF的通信模型按功能分为三大组成部分： • 通信实体 • 系统管理内核 • 功能块应用进程 • 各部分之间通过虚拟通信关系VCR（Virtual Communication Relationship）来进行信息交换

　　专论与综述现场总线基金会的现场总线技术和发展*陆德民(北京石化工程公司,100101) 摘要介绍了现场总线基金会四位专家在北京做的有关现场总线的技术及发展报告。

　　对现场总线的定义和各层网络内部结构及有关公司的产品,在工业现场实际运行试验做了详尽地解释。

　　关键词现场总线数字信号局域网调度传输对象字典 功能块设备描述语言1现场总线年以前,IEC和ISA两大具有国际影响的专业组织皆相继开展了组织制定有关现场总线的标准和规范工作。

　　由于很难协调不同见解的统一,因此标准工作进展缓慢,难以满足西欧和北美各自动化仪表厂商的要求。

　　这个集团是以德国Pro fibus技术为基础,总部设在美国T exas州Austin市,进行现场总部标准及技术规范的制定和推广工作。

　　因此,世界上出现了ISP和Wo rld FIP两大现场总线的集团,都宣称国际化和开发出现场总线的产品。

　　但是,用户们在观望,没有大量选用他们生产的智能装置和控制系统,用户期望的是一个统一的可相互操作的现场总线。

　　• DDL：设备描述的标准编程语言。把DDL编写 的设备描述源程序转化为机器可读的输出文件， 来理解各制造商的设备的数据意义。

　　• 作用：提供数据链路的协议控制信息 • 组成： • 1、帧控制信息 • 2、数据链路地址 • 3、DLPDU参数

　　• 1、前导码：置于信号的 最前端规定信号： 10101010，1个字节

　　• 2、帧前定界码：表明现 场总线个 时钟周期，由特殊的N、 N-和正负跳变脉冲按规定 顺序组成

　　• 3、帧结束码：表明现场 总线个时 钟周期，由特殊的N、N和正负跳变脉冲按规定顺 序组成（不同于帧前定界 码）

　　基金会现场总线 第五章基金会现场总线FFFF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。

　　基金会现场总线(FF)第一讲 基金会现场总线技术简介阳宪惠(清华大学自动化系,北京,100084)现场总线是当今自动化领域的热门话题之一。

　　鉴于已有多篇文章介绍和讨论了现场总线的概貌、特点、优点等,本文仅简要介绍在过程自动化系统领域有重要影响且有着良好发展前景的基金会现场总线技术。

　　这种现场总线标准是由现场总线基金会(Fieldbus Foundation)组织开发的。

　　基金会的前身是由Rocemount,ABB,Fox boro, Siemens,Yokogaw a等80多家公司联合成立的ISP(Interoperable System Protocol),以及由Honeyw ell、Bailey等120多个公司组成的World FIP(Factory Instrumentation Proto col)。

　　ISP和w orld FIP两大集团于1994年合并,成立了现场总线基金会,致力于开发出统一标准的现场总线。

　　它得到了世界上主要自控设备供应商的广泛支持,在北美、亚太、欧洲等地区具有较强的影响力。

　　简述基金会现场现场总线的定义和发展历程篇一：基金会现场现场总线(Fieldsite/Field Service总线)是一种现场设备的通信协议,旨在提供一种简单、高效、可靠的通信方式,使设备能够在不连接中央服务器的情况下进行通信。

　　基金会现场现场总线的定义是指一组定义在通信协议中的规则,用于指导设备和网络之间的通信。

　　基金会现场现场总线的优点是可以在分布式系统中实现高效的通信和可靠的数据传输,因此被广泛应用于物联网、工业自动化、医疗设备、交通运输等领域。

　　• 图6．2表明了现场总线协议数据的内容和模型中 每层应该附加的信息。它也从一个 角度反映了现 场总线报文信息的形成过程。如某个用户要将数 据通过现场总线发往其他 设备，首先在用户层形 成用户数据，并把它们送往总线报文规范层处理， 每帧最多可发送 251个8位字节的用户数据信息； 用户数据信息在FAS，FMS，DLL各层分别加上 各层的 协议控制信息，在数据链路层还加上帧校 验信息后，送往物理层将数据打包，即加上帧前、 帧后定界码，也就是开头码、帧结束码，并在开 头码之前再加上用于时钟同步的前导码(或 称之 为同步码)。该图还标明了各层所附的协议信息的 字节数。信息帧形成之后，还要通 过物理层转换 为附合规范的物理信号，在网络系统的管理控制 下，发送到现场总线网段 上。

　　• 类型 客户/服务器型 报告分发型 发布/预订接收型 书P80表4.3

　　Hale Waihona Puke 基金会现场总线的物理层及其网络连接

　　• 基金会现场总线的物理层遵循IECll58—2(1993年) 和ISA—S50．02中有关物理层的标准。现场总线Kbps物 理层规范，也称为低速现场总线标准。 • 按照通信协议分层的原有概念，物理层并不包括传 输媒体本身。然而，由于物理层的基本任务是为数 据传输提供合格的物理信号波形，且直接与传输介 质连接。传输介质的性能与应用参数对所传输的物 理信号波形有较大影响。现场总线基金会除了对有 关物理层内部的技术参数做出规定外，还对影响物 理信号波形、幅度的相关因素，如媒体种类、传输 距离、接地、屏蔽等制定了相应标准。因而本节中 除了介绍物理层本身之外，还涉及一些与物理层直 接相关的网络连接问题。

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　　南京理工大学紫金学院工业自动化网络技术及应用课程论文课题名称：现场总线技术之基金会现场总线自动化姓名：曹峰学号：110603123指导教师：李艳实验学期：大四上现场总线 现场总线技术现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。

　　他的出现，标志着工业控制技术领域又一个新时代的开始，并将对该领域的发展产生重要的影响 。

　　1.1 现场总线概述现场总线是安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行、数字式、多点通信的数据总线。

　　其中，生产过程包括断续生产过程和连续生产过程两类。

　　或者，现场总线是以单个分散的、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点，用总线相连接，实现相互交换信息，共同完成自动控制功能的网络系统与控制系统。

　　现场总线（Fieldbus）是80年代末、90年代初国际上发展形成的，用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。

　　基金会现场总线的主要技术内容包括FF通信协议、用于完成开放互联模式中第2-7层通信协议的通信栈、用于描述设备特性、参数、属性及操作接口的DDL设备描述语言、设备描述字典、用于实现测量、控制、工程量转换等功能的功能块、实现系统组态、调度、管理等功能的系统软件技术以及构筑集成自动化系统、网络系统的系统集成技术。