FF现场总线习题答案

1.FF总线的低速总线与高速总线的通信速率分别为多少？

答:FF总线的低速总线H1的通信速率为31.25Kb/s,高速总线HSE的通信速率为10M、100Mb/s。

2.本质安全的定义？

答:本质安全是指通过设计等手段使生产设备或生产系统本身具有安全性，即使在误操作或发生故障的情况下也不会造成事故的功能。具体包括失误—安全（误操作不会导致事故发生或自动阻止误操作）、故障—安全功能（设备、工艺发生故障时还能暂时正常工作或自动转变安全状态）。

3.FF适合哪种应用场合？

答:基金会现场总线FF是为适用自动化系统，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，适合在流程工业的生产现场工作，能适应本质安全防爆的要求，还可通过通信总线为现场设备提供工作电源。

4.画出H1协议数据构成与层次关系的简单示意图

答：H1

5.FF存在哪几种通信关系？分别针对哪种应用？

6.H1总线的终端器的组成？

答:终端器，又称终端电阻，设置在网段的两端，用以消除高频信号在电缆末端可能产

生的回声。终端器由一个100欧的电阻和一个1μF的电容串联组成。

终端器不应该集成在主机或现场仪表中。终端器可作为独立的设备，也可以和其他辅助设备合成在一体。如主机一侧的终端器可集成在配电系统中；现场一侧的终端器可集成在接线盒中。

7.描述H1总线的供电方式，画出其线路电压波形图。

答：H1为现场设备提供两种供电方式，总线供电与非总线单独供电。总线供电设备直接从总线上获取工作能源；非总线单独供电方式的现场设备，其工作电源直接来自外部电源，而不是取自总线。在总线供电的场合，总线上既要传送数字信号，又要支持由总线为现场设备供电。按31.25Kb/s的技术规范，携带协议信息的数字信号以31.25KHz的频率，峰峰电压为0.75V至1V的幅值加载到9至32V的直流供电电压上，其电压曲线如图所示：

8.H1现场总线采用屏蔽双绞线的最大传输长度是多少？分支长度上限为多少？拓扑结构有哪几种？

答：H1现场总线采用屏蔽双绞线的最大传输长度是1900m。

分支长度为120m。

拓扑结构有点对点连接、总线型、菊花链型、树形。

9.写出链路活动调度器的五种基本功能

答：(1)向设备发送强制数据CD,按照链路活动调度器内保留的调度表，向网络上的设备发送CD。基金会现场总线规定，调度表内只保存要发送CD DLPDU的请求,其余功能函数都分散在各通信实体内部。

(2)向设备发送传递令牌PT，使设备得到发送非周期数据的权力，为它们提供发送非周期数据的机会。

(3)为新入网的设备探测未被采用过的地址。当为新设备找好地址后，把它们加入到活动表中。

(4)定期对总线段发布数据链路时间和调度时间。

(5)监视设备对传递令牌PT的响应，当这些设备既不能随着PT顺序进人使用，也不能将令牌返还，就从活动表中去掉这些设备。

10.一个总线段上能有多个链路主设备吗？能有多个链路活动调度器吗？

答：一个纵线段上可以连接多个链路主设备,但一个总线段上某个时刻只能有一个链路主设备成为链路活动调度器LAS,没有成为LAS的链路主设备起着后备LAS的作用。因此，可以说一个总线段上只能有一个链路活动调度器。

11.H1上是如何做到网段上的多个设备时间同步的？

答：网络时间用于通信报文调度，由执行链路活动调度LAS发布。LAS是本地链路的时间主管，它周期性地广播一个时间发布帧TD，以便所有的设备都准确地具有相同的数据链路时间。LAS具有一个时间同步计时器，当时间同步计时器满时，LAS便以广播方式发送时间发布帧TD。发送TD之后，它再重新启动时间同步计时器。

总线上预定的周期性通信和用户应用中的预订功能块执行都是根据所得到的TD时间进行工作的，因此这种链路时间同步是非常重要的。LAS提供精确的控制时序，发布链路调度的绝对开始时间。所有预定的周期性通信、非周期性通信和其他应用进程的执行时间，都以其对链路调度绝对开始时间的偏移量来计算。由LAS转交形成对这种网络时间发布的冗余。网络上各节点根据LAS所发布的网络时间实行时间同步。

12.H1系统管理的功能块调度如何实现的？

答：HI网段的每个设备中都有系统管理实体。该实体由用户应用和系统管理内核(system management kernel，SMK）组成。SMK代理的功能块调度功能，运用存储于SMIB中的功能块调度，告知用户应用它们该执行的功能块，或其他可调度的应用任务。这种调度按被称为宏周期的功能块重复执行。宏周期起点被指定为链路调度时间。所规定的功能块起始时间是相对于宏循环起点的时间偏移量。通过这条信息和当前的链路调度时间LS-time，SMK就能决定何时向用户应用发出执行功能块的命令。功能块调度必须与链路活动调度器中使用的调度相协调。允许功能块的执行与输入输出数据的传送同步。

13.基本系统的组态信息是如何置入系统管理信息库中的？

答：采用专门的系统组态设备，如手持编程器，通过标准的现场总线接口，把系统信息置入到系统管理信息库。组态可以离线进行，也可以在网络上在线进行。

14.系统管理内核为设备的网络操作提供了哪些服务？

答：访问系统管理信息库、设备地址分配，设备识别，应用时钟发布，定位服务，功能块调度。

15.描述组态的定义及其作用。

答：定义：组态的概念最早来自英文configurction，含义是使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置，达到使计算机或软件按照预先设置，自动执行特定任务，满足使用者要求的目的。

作用：组态软件的使用者是自动化工程设计人员。组态软件的主要目的是使使用者在生成适合自己需要的应用系统时不需要修改软件程序的源代码，组态软件主要解决的问题:如何与采集、控制设备间进行数据交换；使来自设备的数据与计算机图形両面上的各元素关联起来；处理数据报警及系统报警；存储历史数据并支持历史数据的査询；各类报表的生成和打印输出；为使用者提供灵活、多变的组态工具，可以适应不同应用领域的需求等。