基金会现场总线技术及应用

基金会现场总线技术及应用第1页/共22页基金会现场总线

技术概述第2页/共22页基金会现场总线

基金会现场总线在过程自动化领域是一个世界领先的数字化协议自由选择－－最终用户自主选择最好的具有可互操作性的控制产品最佳集成－－在工厂自动化中集成最佳的系统、子系统和设备受益－－最终增强工厂设备的性能和极大提高商业效益第3页/共22页基金会现场总线H1

H1主要用于过程控制、现场级接口和设备的集成，通信速率31.25KBPS

使用现场总线双绞线电缆供电和传输信号，也可选用光纤作为传输介质支持本安（IS）应用H1设备组成功能块的应用，过程变量的发布与预订，传送报警与趋势，为主机访问和管理功能提供服务器功能第4页/共22页H1应用带来的益处

在石化行业的终端用户已经意识到先进的诊断降低了30％的运行开销全数字的H1通信网络比传统的4-20mA模拟系统具有非常强大的抗电噪声能力H1技术在过程工业中被广泛的接受，包含在国际IEC标准IEC61158中第5页/共22页基金会现场总线HSE

高速以太网（HSE）主要用于控制主干网，通信速率100MBPS，用于设备、子系统和企业的集成

HSE是一个基于以太网技术解决专用的最好方案，它提供不同厂家可以互操作的设备给终端用户HSE也是一个国际标准（IEC61158）

第6页/共22页基金会现场总线HSE

它支持整个现场总线的特性：包括标准功能块设备描述为先进的过程与离散/混合/批处理应用的柔性功能块（FFB）支持PLC所完成的复杂的逻辑功能支持分析器和与其它网络连接的网关数据处理设备HSE增强了通过连接设备访问H1现场总线技术提供了为高速自动化设备与混合/批处理应用扩展性能第7页/共22页功能块模式

基于块与设备描述的标准用户层使用统一的规范确保设备的互操作性用户层使用资源块、功能块、变送器块、系统管理、网络管理与设备描述技术来定义功能块应用进程

资源块：定义了整个应用进程相关的参数（如：制造厂商ID、设备类型等）

功能块：封装所有的功能（如：PID控制器、模拟量输入等等）

变送器块：提供与如温度、压力、流量传感器与执行器等的接口例如：一个简单的温度变送器可能含有一个模拟量输入（AI）功能块，一个控制阀含有一个PID和一个模拟量输出（AO）块，仅仅通过一个简单的变送器和一控制阀就实现了一个完整的控制回路第8页/共22页功能块模式

块保证了现场设备的功能性现场设备通过集成块来达到所希望的设备功能性。通过输入输出参数连接到同一设备内或其它设备的其它功能块

FBAP也定义了处理的控制模式、报警、事件、趋势报告以及视图对象柔性功能块增强了现场的控制功能

FFB增强了控制功能，它消除了在很多应用中对专用控制器的需求，减少了设备的价格和对空间的要求系统管理（SM）与网络管理（NM）现场设备分散控制，功能块执行的同步、参数在总线上的通信、所有设备日时钟的发布，冗余时间发布器的切换、设备地址的分配、总线上参数名称或标签的查找第9页/共22页EDDL电子设备描述语言

EDDL是一个编程语言，用于创建在操作系统与人机界面环境下现场设备属性的设备描述，如常规的数字和模拟量模板、人机界面的显示、变送器、开关阀、调节阀以及闭环控制器的诊断

一个真正不受平台约束的解决方案：基于现场总线基金会、HART基金会、Profibus用户组织基金会的现场设备都支持EDDL，因此终端用户都很容易从EDD提供的设备数据受益

一个EDD可以可用在任何地方：资产管理系统、过程控制系统、OPC－UA服务器、主机解决方案、甚至手持器中，并于2006通过列入IEC61804－3

OPC基金会在2005年宣布在它的UA中使用EDDL作为描述技术从1990年以来的EDDL是完全向后兼容的，多余2000万个兼容的安装在现场仪表，加上新的现场仪表纪进入一个控制系统，都能够毫无问题的访问。

第10页/共22页安全仪表功能

FF安全仪表系统（SIS）规范通过TUV的协议类型认证，符合IEC61508标准，已达到并包括安全完整等级第三级（SIL3）。

第11页/共22页标准

基金会规范基于ISO/OSI分层通信模式，由三部分组成：物理层、通信栈和用户层现场总线称2－7层为通信栈，OSI第一层定义物理层的连接，一层之下是物理介质。H1使用IEC61158类型1的1、2、7层；HSE使用1－4和第7层，1－4层由以太网和IEEE标准定义，第7层由IEC61158类型5定义用户层现场总线基金会定义，兼容IEC61804和IEC61508第12页/共22页基金会现场总线应用现状

第13页/共22页支持基金会现场总线的厂家

2007年中期，FF全球大家庭成员355家已测试和注册了400多种产品，20种主机系统全球已销售850000多台现场总线设备和10000套系统

2006年过程现场总线市场达到8亿美元，而FF覆盖了2/3的市场分额。

第14页/共22页FF在中国

国家在“九五”期间,进行科技攻关。承担单位开发出主设备、基本设备的通信栈，都已经通过现场总线基金会的国际测试注册，各仪表制造商已开发出样机。

1997年中国成立现场总线中国市场委员会，属于国际现场总线基金会在中国的分支机构

在石油、天然气、石化、冶金、电力、造纸、制药等工业中得到应用

诞生了几个世界级的现场总线项目，它们是上海赛科石化、南海壳牌、以及福建炼油项目

国内一些企业也投入大量人力物力研发现场总线技术与产品，也取得了较大的进展

第15页/共22页华控FF现场总线产品介绍第16页/共22页华控FF产品体系北京华控公司作为现场总线基金会的成员，致力于中国FF现场总线的开发，帮助客户获得更好的商业成效

华控FF产品主要分为三大类：FF系统级产品、现场级产品、教学系统第17页/共22页FF系统级产品

HSE主控制器FB6500FFH1现场总线通信卡HK-FB6100FFPCI插卡（HK-FF30S）FF设备管理软件（HK-Adms）FF组态软件（HKS-30SConfig）FFOPC服务器(HK-FFOPCServer)第18页/共22页FF现场级产品

FF智能通信卡（HK－FF990）I/FF电流现场总线转换器模块（模拟量输入模块HK-FB601）FF/I现场总线电流转换器模块（模拟量输出模块HK-FB605）现场总线数字量输入模块(HK-FB606)现场总线数字量输出模块(HK-FB608)FF智能温度变送器FF压力变送器(CDS-3151)FF阻抗匹配器(HK-FB6115)FF电源第19页/共22页华控FF现场总线教学系统

针对FF技术特点以及国内自动化行业现状，华控推出FF现场总线教学系统《ie-FCSTMFB6000高级过程控制系统实验装置》该产品主要以FF智能仪表带上位监控PC机(工程师站/操作员站)为主进行实验，被调参数包括了流量、压力、液位、温度四大热工参数

第20页/共22页谢谢！如欲进一步了解我们的服务以及有关技术探讨，请与我们联系：北京华控重庆分公司地址:重庆市石桥铺高新区科园4路172号标准厂房F座4楼办公室(023)68030765传真:(023)68030765市场部(023)6803089568608052传真