FF总线结构

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Lecture_03_基金会现场总线FF(1)

Lecture_03_基金会现场总线FF(1)

Electronics Failure Sensor Failure Process Condition Configuration Warning Plugged Impulse Lines etc... pH Electrode Aging Glass Electrode Failure Reference Electrode Failure Reference Electrode Coating Reference Electrode Poisoning etc...
基金会现场总线
现场总线
3.1 FF概述与现场总线基金会
网络集成自动化系统的目的:
(1) 实现人与人、机器与人、人与机器、生产现场 的运行控制信息与办公室的管理指挥信息的沟通 和一体化。 (2) 借助网络信息传输与数据共享,组成多种复杂 的测量、控制、计算功能,实现生产过程的安全、 稳定、经济运行,并实现管控一体化。
Configuration Status / Alerts Diagnostics Calculations
Electronics Failure Sensor Failure Process Condition Configuration Warning RTD Drift RTD Life Estimation etc...
基金会现场总线
现场总线
3.1 FF概述与现场总线基金会
FF的主要技术内容有 功能块应用进程:将功能块在现场设备中进行组 合,成为可执行的应用进程,实现具体控制功能。 进程:是指程序的动态执行,包括程序以及所处 理数据; 程序是静态代码;
用户层内容
基金会现场总线
现场总线
3.1 FF概述与现场总线基金会 FF的主要技术内容有 (3) 设备描述(device description, DD)和设备描述语言 (device description language, DDL)

FF现场总线工程指南及应用

FF现场总线工程指南及应用

FF现场总线工程指南及应用首先,FF现场总线工程的指南包括以下几个方面:1. 设计:在FF现场总线工程设计中,需要考虑控制系统的架构、通信网络拓扑结构以及设备的布置和连接方式。

设计过程中需要遵循Fieldbus Foundation的规范和标准,确保系统的稳定性和可靠性。

2.网络配置:FF现场总线网络可以采用不同的拓扑结构,如星型、环型或混合结构。

在网络配置过程中,需要考虑设备的数量、距离、通信速率以及设备的功耗等因素,以确保网络的正常运行。

3. 设备接入:在FF现场总线工程中,需要选择合适的接口设备和连接线缆,以确保设备的正常通信和供电。

接入设备时需要注意设备的插入方向和连接方式,遵循Fieldbus Foundation的规范和标准。

4. 设备配置:FF现场总线系统中的设备需要进行配置和参数设置,以实现相应的控制功能。

配置设备时需要使用Fieldbus Foundation提供的配置工具,对设备的地址、描述、传输速率等进行设置,并进行相应的调试和测试。

其次,FF现场总线工程的应用广泛1.测量与控制:FF现场总线可以用于传输和控制各种现场设备,如传感器、执行器、阀门等。

通过FF现场总线,可以实现对设备的测量和控制,包括温度、压力、液位、流量等参数的监测和调节。

2.数据采集与分析:FF现场总线可以将现场设备的数据集中采集到控制室的监测系统中,实现对设备状态和工艺过程的实时监测和分析。

通过数据采集和分析,可以实现设备的故障诊断和预测维护,提高设备的运行效率和可靠性。

3.设备管理:FF现场总线可以用于设备的管理和控制,包括设备的启停控制、设备的参数设置和调节,以及对设备的状态和健康状况进行监测和管理。

通过FF现场总线,可以实现对整个工业现场设备的集中管理和控制。

4.系统集成:FF现场总线可以与其他通信协议和系统进行集成,实现不同系统之间的数据交换和共享。

通过系统集成,可以实现数据的一致性和共享,提高工业现场自动化系统的整体性能和效率。

FF总线概述ppt课件

FF总线概述ppt课件

在数据链路层上所生成的协议控制信息就是为完成对 总线上的各类整理链pp路t 传输活动进行控制而设置的。31
数据链路协议数据单元 DL-PDU
32
DL-PDU 提供数据链路的协议控制信息。

协议控制信息由三部分组成:
整理ppt
32
33
DLPDU的种类和帧控制信息格式(部分)
DLPDU类型 建立连接1 断开连接1 强制数据1 数据帧1 状态响应 传递令牌 空闲帧
整理ppt
26
FF 现场总线类型
27
/H2
整理ppt
27
28
低速现场总线H1
传输速率 31.25Kbps 31.25Kbps 31.25Kbps
信号类型 拓朴结构
通信距离
电压 总线/菊花 链/树型
1900m
电压 总线/菊花 链/树型
1900m
电压 总线/菊花 链/树型
1900m
高速现场总线H2
1Mbps 1Mbps 1Mbps
总 线
功能块与转换器块
接口以访问过程控制
转换器块完整定义了有关设备传感器或执行器的 信息;与FF现场总线
信息。它是物理世界和信息世界的连接。转换器 块与模拟输入或输出功能块通信。AI和AO 模块 与外部通信。这种模块负责信息和特定的功能, 例如一个特定物理属性的测量,如压力或温度,
高速通信,使信息能 被其它设备所用。 10个标准功能块,19
电流 总线
电压 总线总线
电压 总线
750m
750m
750m
分支长度 供电方式
本质安全
120m 非总线供

不支持
120m 总线供电
不支持

集散控制系统-FF总线简介

集散控制系统-FF总线简介

成。
通讯协议
H1协议体系
HSE是一种基于Ethernet+TCP/IP 协议、运行在100Base-T以太网上的 高速现场总线。它能支持低速总线 H1的所有功能,是对H1的补充和增强。 HSE模型采用了OSI参考模型中 物理层、数据链路层、网络层、传 输层和应用层,并在应用层上增加了
用户层 应用层
简介
基金会现场总线FF(Fieldbus Foundation)以 ISO/OSI开放系统互联模式为基础,取其物理层、 数据链路层、应用层为FF通信模型的相应层次, 并在应用层上增加了用户层。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。 FF总线由低速(FF H1)和高速(FF HSE)两部分组
辑控制、批处理和高级控制等场合。
网络拓扑
HSE设备分为4类:主机设备、链接设备、网关设 备和以太网现场设备,其功能分别为对系统进行组 态、监控和管理,将H1总线段链入FF-HSE网络,实现
与其它标准总线通信,连接高速I/O设备或PLC。HSE
可直接使用以太网的交换设备、路由器等,通过双
绞线或光纤等将HSE设备连接起来,建立HSE总线控
接口和主机系统,其中的链接部件DF51将控制温度、水位的H1 控制链路接入HSE网络。在上层监控站,通过SYSCON软件进行 系统逻辑和控制策略组态;采用支持OPC技术(OLE for ProcessControl)的AIMAX组态软件开发人机界面。
水位、温度控制系统结构图
谢谢!
制网络。
HSE网络拓扑
应用实例
以下给出一个FF-HSE现场总线用于水位和温度控制的例 子,系统结构如图4—1所示,整个系统采用Smar公司的FF现场 总线控制设备与软件。在系统中,通过10/100M的交换机,将 DFI302、管理计算机和监控站连入到HSE网络中。DFI302是结

FF总线简介

FF总线简介

引言基金会现场总线(foundation fieldbus)通常称为FF现场总线,它分为H1和H2两种总线。

它分为H1和H2两种总线。

H1采用符合IEC 61158-2标准的现场总线物理层;H2则采用高速以太网为其物理层。

H1现场总线物理层的主要电气特性如下:采用位同步数字化传输方式;传输波特率为31.25kbps;驱动电压9~32VDC;信号电流±9mA;电缆式屏蔽双绞线;接线拓扑结构可采用线形、树形、星形或者符合形;电缆长度≤1900m(无中继器时);分支电缆的长度30~120m;挂接设备数量≤32台(无中继器时);可用中继器≤4台;适用防爆方法有本质安全防爆方法等。

一、FF现场总路线安装和测试要点赛科项目的现场总线使用经验表明现场总线回路故障的主要原因之一是来自网段上的干扰,而干扰的主要原因是现场总线网段和总线设备的不良安装,赛科项目的经验是:①现场总线网段对绝缘要求很高,为了防爆和防止总线回路受潮,规定采用增安型(EExe)接线箱,电缆穿入接线箱时使用防爆电缆时使用防爆电缆密封接头。

采用FF总线专用端子块与各总线现场设备连接。

每个总线专用端子块具有短路保护作用,短路时指示灯亮,保证一个支路短路时不影响其它支路的正常工作,短路保护器将限制每支路的短路电流不超过60mA。

②电缆屏蔽层的连接注意事项。

在现场总线设备上,支线电缆的屏蔽线要剪断,并要用绝缘带包好,不能与表壳接地螺丝连接。

各段总线电缆的屏蔽线应在接线箱内通过接地端子连接起来,屏蔽线只能在机柜侧(marshalling)的端子接地,中间任何地方对地绝缘要良好,不能有多点接地情况,这样可以起到防止静电感应和低频(50Hz)干扰的作用。

如果干线电缆是多芯电缆,则不同总线网段的分屏蔽线不应在接线箱(JB)内被互相连接在一起,也不能与总屏蔽线连在一起。

③现场总线电缆和现场设备安装之后应该经过严格测试,电缆线间绝缘电阻,对地绝缘,线间和对地电容以及总线信号的波形测试等应该符合FF基金会总线系统工程指南中的技术要求,各端子的连接必须紧固。

FF总线简介

FF总线简介

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 Foundati on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 etherne t 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。

8-1章 基金会(FF)总线

8-1章 基金会(FF)总线

具体地说,现场总线设备在数据链路层可 分为两种: BASIC DEVICE(基本设备) ; LINK MASTER DEVICE(链路主设备)。
在每一个网段中 都 有 一 个 特 殊 的LINK MASTER DEVICE, 它 能 够 调 度 本 网 络 段 各 个 设 备 的 通 信 活 动, 称 为 LINK ACTIVITY SCHEDULER(LAS)- 链路活动调度 器。
FF的现场变送、执行仪表内部都具有微处理器, 现场设备内部可以装入控制计算模块,只需通过 现场设备之间连接,便可组成控制系统。 FF 把具备通信、控制、测量等功能的现场自 控设备作为网络节点,并通过节点间的信息传输、 连接、各部分的功能集成来共同完成各项自动化 功能,因而称之为网络集成自动化系统。 通过网关或计算机接口板,将 FF 总线与工厂 管理层的网段挂接,彻底解决了自动化信息孤岛 问题,形成了完整的工厂信息网络。
功能块应用进程作为用户层的重要 组成部分,用于完成基金会现场总线中 的自动化系统功能。而在完成功能块服 务的过程中,要运用FMS子层。
功能块内部结构与功能块连接
功能块应用进程提供一个通用结构,把实 现控制系统所需的各种功能划分为功能模块, 使其公开特征标准化,规定他们各自的输入、 输出、算法、事件、参数与块控制图,把按 时间反复执行的函数模块化为算法,把输入 参数按功能块算法转换成输出参数。(PID算 法、simulink)
FMS层由以下几个模块组成:
虚拟现场设备VFD; 对象字典管理; 联络关系(上下文)管理; 域管理; 程序调用管理; 变参访问; 事件管理。
(4)用 户 层
用 户 层 是 现 场 总 线 标 准 在OSI 模 型 之 外 增 加 的 一 层, 是 使 该 标 准 超 过 一 项 通 信 标 准 而 成 为 一 项 系 统 标 准 的 关 键。 用户层规定了一些标准的功能模块 (Functinon Block) 供 用 户 组 态 构 成 系 统。 其 中 基 本 功 能 块10 个, 先 进 功 能 块7 个, 计 算 功 能 块7 个, 辅 助 功 能 块5 个。 这 些 功 能 块 各 自 满 足 不 同 的 需 要。 功 能 块 由 输 入、 输 出、 算 法 和 参 数 四 大 要 素 组 成。

如何设计和使用FF总线

如何设计和使用FF总线

如何设计和使用FF总线FF总线是一种用于数据传输和通信的串行总线协议,它被广泛应用于工业自动化领域。

设计和使用FF总线涉及硬件设计和软件编程两个方面,以下是设计和使用FF总线的基本步骤和注意事项。

1.硬件设计:(1)确定总线拓扑结构:根据系统需求确定总线的物理拓扑结构,如线性、星型、环形或混合拓扑。

(2)选择传输介质及物理接口:根据系统需求选择合适的传输介质,如电缆、光纤等,并选择相应的物理接口。

(3)确定主从设备:确定系统中的主设备和从设备,并分配它们在总线上的唯一地址。

(4)确定电气特性:确定总线的电气特性,如总线电压、通信速率等。

(5)确定总线控制电路:设计总线控制电路,包括时钟、使能信号以及总线访问协议的控制。

(6)选择适当的保护电路:为了防止总线电气特性的干扰或破坏,需要设计适当的保护电路,如隔离器、保险丝等。

2.软件设计:(1)确定通信协议:根据系统需求选择合适的通信协议,FF总线协议主要采用串行通信、异步传输和轮询的方式。

(2)定义数据格式:根据系统需求定义数据帧的格式,包括帧头、帧尾、地址、数据长度和校验等信息。

(3)实现主设备控制程序:编写主设备控制程序,包括发送数据帧、接收应答帧、处理异常情况等功能。

(4)实现从设备响应程序:编写从设备响应程序,包括接收数据帧、处理命令、发送应答帧等功能。

(5)实现错误检测和纠正:在数据传输过程中,通过添加校验位、奇偶校验、CRC等方式进行错误检测和纠正。

3.总线使用:(1)总线初始化:在启动系统时,进行总线的初始化工作,包括配置总线控制电路、设置主设备和从设备的地址等。

(2)主设备通信:主设备通过发送数据帧来与从设备通信,包括发送命令请求、读取从设备响应等操作。

(3)从设备响应:从设备接收到主设备的命令请求后,根据命令执行相应的操作,并发送应答帧给主设备。

(4)错误处理:在通信过程中,可能会出现数据错误、丢失、超时等情况,需要及时处理并进行相应的纠正。

FF现场总线的技术简介

FF现场总线的技术简介

手动ML; 开关输入DI; 开关输出DO;偏置增益BG;
PID,PI,I控制PID;
比率RA
FF公布十九个先进功能块:
复杂摸出;复杂开出;脉冲输入;输入选择;运算;
积算; 分离器;算术运算;信号特征;装置控制;
摸拟报警; 死区;定时;超前滞后补偿;摸拟接口;
步进PID;SP发生器;开关报警;开关接口
FF信号:曼彻斯特双相-L编码
A时钟 B数据10110010 曼彻斯特码A+B
N+ N-
N- N+
N+ N- N+ N-
前同步信号10101010
起始符1N+N-10N-N+0 结束符1N+N-N+N-101
FF信号波形图
0.75-1Vp-p9-32Vdc t来自FF现场总线连线示意图
交流电源 主配电电源系统 电源调整器
与DCS软件版本一致。 FF阀门定位器提供PID、AO、DI功能块,自诊断和LAS功能,必须通过ITK
互操作性测试,应与DCS软件版本一致。 复杂控制PID功能或复杂计算功能,应由DCS完成。 FF现场总线系统应遵循IEC61158标准规范的规定。 FF现场总线系统仪表信号电缆必须对地隔离。
FF现场总线实施原则(一)
FF现场总线的变送器和阀门定位器,应由控制DCS制造厂提供。 FF现场总线的阀门定位器应由控制阀厂装配成套并提供全部测试数据。 安全仪表系统(SIS)选用4-20mA带HART的模拟信号。 FF变送器提供AI功能块,自诊断和LAS功能,必须通过ITK互操作性测试,应
护器的短路电流为60mA。 单回路控制的FF变送器和FF阀门定位器应分配在同一个H1网段。 一个H1网段带FF总线仪表不超过9台 每个H1网段带FF阀门定位器(控制阀)不超过2台

FF总线简介

FF总线简介

FF总线简介引言基金会现场总线(foundation fieldbus)通常称为FF现场总线,它分为H1和H2两种总线。

它分为H1和H2两种总线。

H1采用符合IEC 61158-2标准的现场总线物理层;H2则采用高速以太网为其物理层。

H1现场总线物理层的主要电气特性如下:采用位同步数字化传输方式;传输波特率为31.25kbps;驱动电压9~32VDC;信号电流±9mA;电缆式屏蔽双绞线;接线拓扑结构可采用线形、树形、星形或者符合形;电缆长度≤1900m(无中继器时);分支电缆的长度30~120m;挂接设备数量≤32台(无中继器时);可用中继器≤4台;适用防爆方法有本质安全防爆方法等。

一、FF现场总路线安装和测试要点赛科项目的现场总线使用经验表明现场总线回路故障的主要原因之一是来自网段上的干扰,而干扰的主要原因是现场总线网段和总线设备的不良安装,赛科项目的经验是:①现场总线网段对绝缘要求很高,为了防爆和防止总线回路受潮,规定采用增安型(EExe)接线箱,电缆穿入接线箱时使用防爆电缆时使用防爆电缆密封接头。

采用FF总线专用端子块与各总线现场设备连接。

每个总线专用端子块具有短路保护作用,短路时指示灯亮,保证一个支路短路时不影响其它支路的正常工作,短路保护器将限制每支路的短路电流不超过60mA。

②电缆屏蔽层的连接注意事项。

在现场总线设备上,支线电缆的屏蔽线要剪断,并要用绝缘带包好,不能与表壳接地螺丝连接。

各段总线电缆的屏蔽线应在接线箱内通过接地端子连接起来,屏蔽线只能在机柜侧(marshalling)的端子接地,中间任何地方对地绝缘要良好,不能有多点接地情况,这样可以起到防止静电感应和低频(50Hz)干扰的作用。

如果干线电缆是多芯电缆,则不同总线网段的分屏蔽线不应在接线箱(JB)内被互相连接在一起,也不能与总屏蔽线连在一起。

③现场总线电缆和现场设备安装之后应该经过严格测试,电缆线间绝缘电阻,对地绝缘,线间和对地电容以及总线信号的波形测试等应该符合FF基金会总线系统工程指南中的技术要求,各端子的连接必须紧固。

FF总线概述范文

FF总线概述范文

FF总线概述范文FF总线(Flexible-Firm总线)是一种高速数据传输总线,可用于连接不同的硬件设备和外围设备,以实现数据的传输和通信。

该总线具有高度灵活性和可拓展性,非常适用于用于构建先进的基于数字信号处理的实时系统。

下面将对FF总线进行详细的概述。

FF总线的目标是提供高速、可靠的数据传输和通信。

它的设计目标是满足实时性和带宽要求,支持多种通信协议,并且具有低延迟和高吞吐量。

FF总线采用了分布式计算和通信的体系结构,可以连接多个设备和外围设备,使得数据能够在这些设备之间高效地传输。

FF总线的架构灵活,可以通过修改物理、信令和协议层来适应不同的应用需求。

它可以通过串行或并行方式进行通信,支持各种数据传输速率和信号类型。

总线结构非常灵活,支持点对点、广播和多播等通信方式。

总线的带宽和时隙可以通过软件进行配置,以适应不同应用场景的需求。

FF总线的物理接口包括传输线、连接器和接口电路。

传输线可以是同轴电缆、双绞线或光纤,可以满足高速数据传输的要求。

连接器和接口电路用于将总线连接到设备和外围设备的接口上,提供可插拔的连接方式,方便设备的安装和拆卸。

FF总线的信令层包括时钟、数据和控制信号。

时钟信号用于同步数据传输和通信,确保数据在设备之间的传输和接收是同步的。

数据信号用于传输实际的数据,可能是数字信号、模拟信号或混合信号。

控制信号用于控制数据的传输和通信过程,包括传输开始、传输结束、错误检测和纠正等功能。

FF总线的协议层定义了数据传输的格式和规则。

它定义了数据帧的结构、消息的格式、命令和响应的格式等。

协议层还包括错误检测和纠正机制,以确保数据的可靠传输。

FF总线支持多种通信协议,如CAN、Ethernet、USB等,可以满足不同应用领域的需求。

FF总线的应用非常广泛,可以用于工业自动化、智能电网、物联网等领域。

在工业自动化领域,FF总线可以应用于机器人控制、工艺控制和监控系统等。

在智能电网领域,FF总线可以用于电力传感器、智能电表和电力监测系统等。

第四章 FF总线讲解

第四章 FF总线讲解
Voltage
现场设备 +
15 to 20 mA p-p
0
Receiving Transmitting
Power Supply
100 Ohm C 现场总线网络
100 Ohm C
信号波形
31.25 Kbit/s
现场总线信号
0.75 to 1.0 V p-p DC bias 9 to 32 Volts
Time
备之间最多可以使用4台中继器。(A型电缆,最大距离 9500m)
2019/8/4
FF的通信关系VCR
Virtual Communication Relationships (VCRs) FF网络通信中,现场设备的信息传送,是通过应用进程之间的
逻辑上的连接进行的,这种通信连接称为虚拟通信关系VCR。
Physical Layer 物理层 Data Link Layer 数据链路层 Application Layer 应用层 User Layer 用户层
2019/8/4
基金会现场总线(FF)通信模型
OSI参考模型
H1
用户层
FF通信模型
用户层
HSE
应用层
7
表示层
6
会话层
5
传输层
4
网络层
FOUNDATION fieldbus Ff 基金会现场总线技术 FIELDBUS FOUNDATION FF 现场总线基金会
2019/8/4
Ff总线控制系统示意图
供电
工作站 HSE 链路设备
电源调节器
终端电阻 接线盒 H1 Bus 电缆
H1 Bus
变送器
人机界面 以太网电缆
终端电阻

FF现场总线应用总结

FF现场总线应用总结

案例二:电力行业应用
总结词
安全、稳定、远程监控
详细描述
在电力行业中,FF现场总线为变电站和发电厂的自动化控制提供了安全稳定的解决方 案。通过远程监控功能,电力工程师可以实时监测设备的运行状态,及时发现并处理故
障,确保电力供应的稳定性和安全性。
案例三:石油化工行业应用
总结词
防爆、抗干扰、高精度详细描述Fra bibliotek需求。
06
结论
ff现场总线的重要性和价值
灵活性
互操作性
FF总线系统具有高度的灵活性,允许设备 之间进行快速、可靠的通信,适应各种不 同的应用场景。
FF总线系统具有良好的互操作性,使得不 同制造商的设备可以相互连接和通信,降 低了集成成本和复杂性。
可靠性
成本效益
FF总线系统具有很高的可靠性,能够保证 数据传输的准确性和稳定性,减少了故障 和停机时间。
ff现场总线的产生
为了解决传统现场总线存在的不足,ff 现场总线应运而生,它具有高可靠性 、实时性强、传输速率快等优点,被 广泛应用于工业自动化领域。
ff现场总线概述
ff现场总线是一种通信协议,用于工业自动化领域中的现场设备之间的通信。它 采用总线型拓扑结构,通过电缆将各个设备连接起来,实现设备之间的数据传输 和控制。
FF总线系统的成本相对较低,能够降低整 个系统的成本,同时提供高性能和可靠性 。
对未来发展的展望和思考
进一步标准化
随着技术的不断发展,FF总线系 统需要不断进行标准化和改进, 以适应更多的应用场景和需求。
集成化与智能化
未来FF总线系统将更加集成化 和智能化,能够实现更高级的 功能和应用。
安全性与隐私保护
ff现场总线具有高可靠性、实时性强、传输速率快等优点,能够满足工业控制领 域的需求。同时,它还具有互操作性、可扩展性、易于维护等优点,使得不同厂 商的设备可以相互连接、协同工作。

第7章 基金会现场总线FF

第7章 基金会现场总线FF
5
2013-2-8
7.1.2 基金会现场总线网络拓扑
1. 单网段拓扑 2.桥接网络拓扑
PID(链路 主设备)
模拟量输入 (基本设备)
模拟量输出 (基本设备)
单网段拓扑图
2013-2-8 6
FF总线拓扑结构
2013-2-8 7
现场总线的分散控制模块
操作站
LAN
现场总线
服务器 差压变送器 调节阀
PID 控 制 功 能 块
2013-2-8
30
开关量输入功能块DI
图7-14 OUT_D
开关量输出功能块DO
图7-15
CAS_IN_D
2013-2-8
31
PID算法功能块
图7-16 CAS_IN,IN,PV_SCALE FF_VAL,FF_SCALE OUT,OUT_SCALE
PID参数
2013-2-8
2013-2-8
13
FF协议物理层H1标准
低速总线H1 —31.25Kbps已完成标准制定 (IEC1158-2) 用于过程自动化 直流电压供电范围为9-32VDC,信号电压0.751V,H1的物理信号波形如图7-4所示 不考虑本安时一条总线上可以连接32台仪表 两线制传输,最远传输距离1900米 最多可以加四个中继器 拓扑结构:总线型或树型
2013-2-8
23
(2)转换块 描述了现场设备的I/O特性,如传感器和执行 器的特性。提供功能块的设备入口。 7类标准的转换块:带标定的标准压力变换块、 带标定的标准温度变换块、带标定的标准液位变 换块、带标定的标准流量变换块、标准的基本阀 门定位块、标准的先进阀门定位块、标准的离散 阀门定位块。
2013-2-8

现场总线--FF现场总线

现场总线--FF现场总线
FF DP Modbus AMS 智能设备管理软件
现场仪表概况
Rosemount® 罗斯蒙特 变送器
848T多点温度变送器 Fisher® 费希尔阀门和总
线型数字阀门定位器 (DVC) MicroMotion ® 高准质量 流量计
长兴面临的挑战
玻璃窑炉附近温度可达到90摄氏度,平时 仪表维护人员很难接近现场的仪表对设备进 行检查与维护。
我们期望能有智能的并且稳定的技术能够帮 助我们减少设备维护的成本。
选择FF技术的原因
1. FF技术可以稳定工作在恶劣的工作环境中 2. 大大减少现场维护,维修 3. DCS画面可以显示设备故障状态,减少现场解
决故障的时间。 4. 节省电缆数量,降低工程施工的复杂程度和
材料费用,单台仪表的多点测量,减少了仪 表台件数。
FF技术的优势(二)
使用FF总线后,大大减少了控制部件和控制 机柜的数量,在长兴项目中,只使用了两个 个标准机柜,从而减少了机房的面积。由于 一条总线网段,可以连接10台FF现场变送 器和FF阀门定位器。所以现场与中控室的连 接电缆也大大减少,在长兴项目中,进中控 室的主槽板,仅使用500X200槽板。不仅减 少了材料成本,而且减少了安装工作量,节 省了安装时间。
FF技术的优势(四)
FF技术的现场控制使现场仪表全部具有控制 功能。
在长兴项目中,我们将所有的PID控制功能 模块全部下装到阀门定位器中,现场测量仪 表与控制阀直接通讯,构成控制回路。这样 大大降低了控制器的负荷,由于每个回路都 有各自的运算能力,因此我们将所有的回路 的刷新速度都设置到200毫秒左右,大大缩 短了控制周期,从而提高了控制精度。而控 制器的负荷没有任何增加。
简介FF
它是由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)。

第四章 FF总线

第四章 FF总线

7. 2000年11月1日公布 HSE(100Mbps高速以太网)
2014-3-27
基金会现场总线 现场总线基金会 (FIELDBUS FOUNDATION) 组织开 发的基金会现场总线标准 Ff ( FOUNDATION fieldbus) 成为IEC61158总线国际标准的类型1 和类型5,是通信技术和DCS技术的综合。是针 对自动化控制的现场总线。
2014-3-27
Ff主要技术内容 1. 2. 3. 4. 通信技术 标准化功能块(FB)与功能块应用进程(FBAP) 设备描述(DD)与设备描述语言(DDL) 通信控制器与智能仪表或工控机之间的接口技 术 5. 系统集成技术 6. 系统测试技术
2014-3-27
通信技术 基金会现场总线的通信技术包括基金会现场总 线的通信模型、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 相关的硬软件,例如通信准软件、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、网桥叫继器等。它是现场总线的核 心基础技术之一。
2014-3-27
通信控制器与智能仪表或工控机之间的接口技术 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 件集成起来,组成现场智能设备。
2014-3-27
系统测试技术 系统测试技术包括通信系统的一致性与互可操 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。 一致性和互可操作性是保证系统开放性而采取 的重要措施。
根据NIST (美国国家标准和技术学会)的统计, 由于由于控制系统的失灵和 操作人员对控制危机状况的解决不力而对美国经济造成的损失,每年高达 200亿美元。
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言,也可以使用于H1中。
• 灵活功能块的应用包括联动驱动、监控数据获取、批处理、先进
I/O子系统接口等,它支持多路技术、PLC和网关,可以说给用户提
供了一个标准化的企业综合协议
总结
• HSE提供了一种以经济的以太网硬件和软件为构架,低成本、高速 的过程控制网络。 • 以100Mbit/s运行的HSE用于高速过程自动化、批处理、离散控制 应用中,同时也提供工厂管理和MIS系统的信息积累。 • HSE加强了以太网在工业领域中的地位,使FF技术涵盖现场网络 层和控制网络层,完全可以构筑大型带有层次调度控制功能和仪表
电气综合控制能力的系统。
冗余形式
设备 冗余
为了防止由于单个 HSE设备的故障造 成控制失败,在同一 网络中附加多个相 同设备。
灵活功能块
• HSE不仅支持FF所有标准功能块,而且增加了灵活功能块来实现 离散控制。灵活功能块是具体应用于混合、离散控制和I/O子系统 集成的功能模块,它包含了8个通道的多路模拟量输入输出、离散 量输入输出和特殊应用块,并使用IEC61131-3定义的标准编程语
实现与其它标 准总线通信
连接高速I/O 设备或PLC
将H1总线段链 入FF-HSE网络
HSE可直接使用以太网的交换设备、 路由器等,通过双绞线或光纤等。将HSE 设备连接起来,建立HSE总线控制网络。
4、两大特色
通信路 径冗余 HSE交换机、链 接设备和主机系 统之间的物理层 介质冗余。冗余 路径对应用是透 明的,当其中一条 路径发生中断时, 可选用另一条路 径通信。
FF HSE现场总线 —美国FisherRosemount
CONTENTS
01
简介
02
通信结构
03介
基金会现场总线(FF)是专为过程自动化而设计的通讯 协议。而其中的HSE是将现场总线技术与成熟的高速商用以 太网技术相结合的新型高速现场总线,并于2003年3月发布了 HSE的最终规范。
工业以太网
非实时 数据 实时 数据
OSI模型
工业以太网
信息传送
互连 互送 互操作
标准的 RJ45的 连接器
TCP/IP 协议
2
通信结构
HSE在工业以太网的基础上加入了用户层。
分层结构
用户层包括 功能块、设 备描述、网 络与系统管 理等功能
通信系统的模块结构
3、网络拓扑
对系统进行组态、 监控和管理
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