FF的体系结构与FF系统的实际应用

现场总线技术

第三章一、FF概述与现场总线基金会二、FF的体系结构三、FF的物理层四、FF的数据链路层五、FF的应用层六、FF的用户层七、FF系统的实际应用基金会现场总线(FoundationFieldbus)3.1FF概述与现场总线基金会基金会现场总线FF概述●基金会现场总线系统是为适应自动化系统、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。●基金会现场总线的最大特色就在于：不仅仅是一种总线，而且是一个系统。是网络系统，也是自动化系统。●基金会现场总线系统区别于以前各种自动化系统的特征就在于：它所具有的开放型数字通信能力，它使自动化系统具备了网络化功能。●基金会现场总线系统：为全分布式自动化系统。3.1FF概述与现场总线基金会基金会现场总线基金会现场总线系统主要完成的功能：●对工业生产过程各个参数进行测量、信号变送、控制、显示、计算等。●实现对生产过程的自动目标检测、监视、自动调节、顺序控制和自动保护，保障工业生产处于安全、稳定、经济的运行状态。适用于各种复杂工业生产环境，满足本质安全防爆要求，可以为现场设备提供工作电源。3.1FF概述与现场总线基金会基金会现场总线DCS集散控制系统：它把整个生产过程分解为多个子系统，由多台计算机共同协作完成自控系统功能，每台计算机或微处理机独立承担其中某一部分功能。这种系统的优点是：针对集中控制的模式中危险集中的弊端，但在其物理结构上，仍然为数字控制器与模拟变送器组成的模拟-数字混合系统。模拟变送器位于工艺设备的生产现场，而控制器一般位于集中控制室。这样其信号的必经路径也将会较长，因而会引发许多弊端和隐患。3.1FF概述与现场总线基金会基金会现场总线FF现场总线系统：把具备通信能力、同时具有的控制、测量等功能的现场设备作为网络节点，由现场总线把它们互连为网络。通过网络上各节点间的操作参数与数据调用，实现信息共享与系统的各项自动化功能。各网络节点的现场设备内具备通信接收、发送与通信控制能力。它们的各项功能是通过网络节点间的信息传输、连接、各部分的功能集成而共同完成，因而称之为网络集成自动化系统。3.1FF概述与现场总线基金会基金会现场总线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。3.1FF概述与现场总线基金会基金会现场总线FF的主要技术内容有(1)FF控制网络的通信技术包括通信模型、通信协议、通信控制器芯片、通信网络与系统管理等内容；具体实现：通信栈软件、圆卡（仪表和现场设备所用的通讯接口卡）、计算机接口卡、网关、网桥、中继器等技术;是FF控制网络的核心基础技术之一。5.1FF概述与现场总线基金会基金会现场总线FF的主要技术内容有(2)标准化功能块(functionblock,FB)和功能块应用进程(functionblockapplicationprocess,FBAP)实现自动控制系统的软件技术。标准化功能块：通过采用一种通用结构，将实现控制系统所需的各种控制功能，划分为标准化的功能模块，编写成软件模块。每个功能块具有输入、输出、算法、事件、参数与块控制图等属性。功能块的通用结构是实现开放系统架构的基础。3.1FF概述与现场总线基金会基金会现场总线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3.1FF概述与现场总线基金会基金会现场总线FF的主要技术内容有(3)设备描述(devicedescription,DD)和设备描述语言(devicedescriptionlanguage,DDL)目的：实现现场设备互操作，支持标准的功能块操作；设备描述用于控制系统中现场设备之间可以相互理解的数据含义，即设备描述是设备驱动的基础；设备描述语言是用于设备描述的标准语言，通过设备描述编译器，将DDL源程序编译为机器可读的输出文件。用户层内容3.1FF概述与现场总线基金会基金会现场总线FF的主要技术内容有(4)系统集成技术包括通信系统与控制系统的集成，控制系统的设计与组态；人机接口、系统管理维护等。这是一项集控制、通信、计算机、网络等多方面的知识，集软硬件于一体的综合性技术。(5)系统测试技术包括通信系统的一致性与可互操作性测试技术；总线监听分析技术；系统的功能、性能测试技术。3.1FF概述与现场总线基金会基金会现场总线现场总线基金会一、FF的形成、目标、成员、原则二、现场总线基金会技术三、现场总线基金会的组织形式四、FF工作进展及计划五、FF现场总线技术规范1.0版3.1FF概述与现场总线基金会基金会现场总线一、FF的形成、目标、成员、原则

FF的形成与目标●由ISP基金会和北美WorldFIP在94年合并后成立；●制定开发符合IEC/ISA标准的唯一国际现场总线；●加速现场总线的实用化；●为世界范围内的现场总线产品提供技术支持。基金会现场总线一、FF的形成、目标、成员、原则

FF的成员●FF在全球范围内有350多个成员单位；●包括最终用户和国际上几乎所有主要的过程控制产品供应商；●分布：1/3在欧洲、1/3在北美洲、1/4在亚太地区。3.1FF概述与现场总线基金会基金会现场总线5.1FF概述与现场总线基金会现场总线基金会成员现场总线基金会成员已超过350家世界领先的控制和设备供货商及最终用户。基金会现场总线一、FF的形成、目标、成员、原则

FF的原则●现场总线技术是一个可授权的技术,而不是一个引起大家相互竞争的技术；●没有一个公司可以操纵现场总线基金会的技术；●现场总线基金会技术符合制定中的IEC/ISA标准,并且该技术已得到证实，适用于工业自动化应用领域；●基金会现场总线具有可互操作性。3.1FF概述与现场总线基金会基金会现场总线二、现场总线基金会技术●技术规范●软件：通信栈、DDL&功能块●硬件：芯片、评估板●工具：仿真器、分析仪、测试仪●培训(内容)技术实施、设备原型、应用●最终用户信息技术研讨会、信函、用户组织●一致性测试●互操作性测试

●现场试验●技术支持●设备注册3.1FF概述与现场总线基金会基金会现场总线二、现场总线基金会技术设备测试和注册现场总线基金会有一致性和互操作性测试以及设备注册的程序，可以确保基金会现场总线设备的互操作性。3.1FF概述与现场总线基金会®þFOUNDATION测试地点BP–德国盖尔森基兴-Honeywell逻辑处理器Chevron–德克萨斯州休斯敦–Emerson逻辑处理器沙特阿美Aramco–沙特阿拉拍达兰

–Triconex及Yokogawa逻辑处理器壳牌Shell–阿姆斯特丹-HIMA逻辑处理器基金会现场总线三、现场总线基金会的组织形式3.1FF概述与现场总线基金会基金会现疯场总线四、F梦F工作猜进展及衔计划●199考6年8曾月成功川地公布默了现场总校线规范宿1.0仓版；●进行高速以建太网H赠SE(hig牧hsp拍eed鸭Eth慰erne李t)计划，HS四E的规范于挑2000稿年3月2看9日发布酱。（属于工业以古太网）●在世界朵主要区箩域进行但现场试蜓验以验肥证现场兵总线产三品及现场总衬线技术怨的完整巩性。3.1FF概述与现场总线基金会基金会现页场总线五、FF现场替总线技术朽规范1.锄0版★基皂于制订拆中的IEC/锁ISA国煤际标准★物理扑层策IE情C11离58-2肆/I买SAS签50.0墙2★数据窗链路层须Subs住eto王fIE宇CSC蝴65C芦/IS排ASP座50★应用江层然Su析bset恨of最IEC视SC65柱C/华ISA定SP50★功评能块狭Ba岁sed辛on礼IS运AS塔P50蛙an隐dI老EC消wor税k★支持紫31.2众5kbi扑t/s,佳1.0M殃bit/草s,和2围.5Mb沙it/s通信速率3.1FF概述与现场总线基金会3.2FF体系结构基金会瓶现场总障线FF现场取总线的参炭考模型具淘有四层：具有绢ISO盗/OS镜I开放瘦系统互钥连七层壮模型中盐的三层搁：物理层、数据链谜路层、应用层。省去桨了中间慰的3~色6层。行在第七已层应用浸层之上申增加了起新的一榴层：用户层。物理层：规定辱信号如椅何发送傅；数据链路绝层：规定如舰何在设备伞间共享网嫌络和调度午通信。应用层：又分毛为：总线访问访子层FA幼S与总线报文副规范子层捉FMS。规定了背在设备塌间交换针数据、搬命令、咸事件信残息以及离请求应戒答中的浩信息格过式。用户层：用于炼组成用肢户所需优要的应冲用程序鬼，如规奇定标准仇功能块县、设备工描述，壳实现网络管理冰、系统管捎理等。物理层链路层应用层用户层物理层链路层应用层用户层通信栈功能块朽应用与设备描结述总线报文罢规范子层总线访问逝子层(1)绵在FF系钱统软硬件芝开发的过兰程中，往持往又把除宇去最下端末的物理层他和最上端舟的用户层妻之后的中乡丰间部分作板为一个整今体，统称赴为通信栈。这时，谊现场总线国的通信参添考模型可室简单地视讲为三层。3.2FF体系结构基金会现菠场总线(2)漂针对工业乐过程的特座点，FF猛总线体系史结构比I填SO/O衣SI模型盼结构简单辞,层次减郊少,省略拌了网络层止、传输楚层、会看话层和傻表示层。(3)秧层数姨减少后矛，数据叔在网络束流动中坛尽量减所少中间已环节，在加快数阳据传输柳速度，苗提高网锋络通信练及数据呀处理的实时性。应用层用户层FAS总线访问层DLL数据链路层PHY物理层FMS总线报文规范现场总线通信栈3.2FF体系结构基金会现沉场总线现场总继线的结办构模型详定义遵司循如下咬原则：(1)施不同胖设备上涝的相同弹层称为等层实况体，等层否实体之故间的通渴信由该栽层的协议管状理；(2)趣相邻穿层间的蝴接口定称义原语操字作和低层向维上层提让供的服抗务。(3)缝所提供公秩共服务是面向连礼接的或无连接的数据糠服务。(4)料直接的数臭据传送仅寸在最低层淘(物理层)实现。(5)生每层吓完成所谅定义的烛功能，季修改本窄层的功财能并不境影响其衬他层。3.2FF体系结构基金会现枣场总线FF现宿场总线村结构将父软硬件贿功能分觉为四层，按以抹下两种原理工径作：(1)等层通信：即在絮模型的所每一层返上，任闹何进程榴（实体碎）都按型照通信拖协议与逐另一设肉备上的申对等层洪进程进葛行通信截，而不新涉及那绝一设备脖上的其穴他层；(2)运每一凶层都通传过接口怨与其上上一层发家生关系爸，提供服惜务。3.2FF体系结构基金会现漏场总线●FF现场表总线的通罩信协议：就是等虹层通信的户进程之间要为实现通栋信所进行纤的约定和渐所作的对叨话规则，日内容包括轻：通信数庙据元素的宇类型、格管式和事件袖发生的顺井序等。●通信双润方对等作层之间徒的会话岸必须遵唤照那一桶层协议肾，协议脾是通过股数据封抄装处理革来实现级的。●不同设剖备的对燃等层之翅间可以捡进行会宏话，它稍们之间据会话的明规则是践依据该兵层的协英议。●等层通筹信实际腾上是虚拟通采信，数据剖流并不造在两个捞对等层吩之间直凡接流动跨，而是谦在同一布设备上底相邻两腔层之间石流动。●相邻层嘱之间的峰界面称音为接口。FF的歉报文结送构应用层用户层FAS总线访问子层DLL数据链路层PHY物理层FMS总线报文规范子层现场总线FAS协议控制FMS协议数据DLL协议控制帧校验FAS协议数据帧前定界码帧结束DLL协议数据前导码用户数章据用户数据编码FMS协议控制0~25脾1414~25啊55~155~25首62112~2灰7311*现场总线屠报文信息劈燕形成过程*当采用中探继器时前膝导码可多乌于1个字搅节基金会现轨场总线FF层浑发送数掠据的过给程例：当A设备的用户角层有数章据要发象送到B设备的用户层悄时：A的用户层将原始数烘据送到其徐相邻的下忍一层——应用层。应用层冷根据应用味层协议将号这些数据瓦加以处理长，将一个协标题（或嚷称控制信袋息）添加在数傻据上，这牢是第一礼次数据额封装。彼原始数透据加上辟应用层拿的标题写作为一渡个单元梨又传送粗到下一铅层——数据链储路层。在数据链雀路层进骂行第二蝴次封装，同时加舱上标题和标刻尾。标尾包括用于委差错检测菜的帧检验序列。数据链逮路层构白成的数窝据单元哥称为数钉据帧，数据盆帧被物理层添拜加同步、起始界保和终止控界标志进行编缠码形成补一比特轧流，经烦物理传行输介质尝发送到厅目的设贯备。目的设贴备接到艇这些数屯据时，敢进行相晴反的处崭理过程傍，即“解封”。当每一窗层数据两向上一陕层传送婶时，都角将其最键外面的锋标题剥去，并根据端标题中包祝含的该协石议信息进启行处理，厅将其余部流分传递给洲相邻的上蜘一层。这仿种处理过饮程一直持屠续到用户层，最终见到达用户层的就是塑发送设名备要发先的原始数据。5.2FF的体系结构基金会敌现场总吼线3.2签FF的体纠系结构...网络管理应用层用户层DLL数据链路层物理层FF的翅层次结唱构图与差邮局收蚂/发信泡件的对宋比邮车：*运送信件FB：在通信媒体上的信号信封：*保存信封*编址与标识100029李丽收信封内容：*收发信人地址*邮票*信件内容包在里面*FB：报文何时送出，送给哪个设备你好………………邮件内容：*收发信件人*信件内容*FB：数据参数邮件内容：*通用语言*读与理解*FB：功能块3.2FF体系结构基金会绝现场总溜线●FF总伯线与简拜单的I/O总线的关省键区别：由于FF顶总线引入饺了FB功节能块，使得用偷户可以脱偶离复杂的乏编程工作畜，而直接包地使用功能块对系统邮及其中恐每台设稍备进行肾组态，术这使得螺FF标呀准不简乓单是信康号标准墨和通信旺标准，次而是一塘个系统标准。●对用户研而言，物理层和用户层是重要的宿。因为物矮理层是关赌系到系统惨的物理安牲装要求，旬用户层是讽有关系统贪的组态。5.2FF体系结构基金会现盒场总线用户层应用层数据链路层物理层数据链路层物理层总线访问子层FAS报文规范子层FMS层管理层管理层管理层管理网络管理信息库网络管理代理对象字典OD系统管理内核协议对象字典系统管理内核系统管理信息库VCR设备描述DD对象字典功能块对象功能块应用进程物理设备通信实体FF的体傻系结构应串用层与用故户层细化堡图各应用之股间通过虚辟拟通信（VCR）关系脚传递信件息，V倦CR是妙各应用利之间的逻辑币通信通味道，是创FAS崭提供的醒服务。系统管理蚕的信息，透组织成对唐象组态、运照行、故障饺信息，由给对象字典下描述组态、运圈行、故障体管理生成报文撇和提供报械文传送服蜜务实现用拣户所需砌的各种威控制功颈能实现网络通系统管理升任务，设侧备信息存虎入；分配旋设备永久得地址；启芬动设备；隆提供时钟刮参考；基金会掌现场总岸线FF的藏体系结抖构系统管攻理FAS3.2FF体系结构基金会现纲场总线FF设备死的功能组舅成部分3.2FF体系结构基金会词现场总拨线通信实体任务：生成报撇文、提供崇报文传送猫服务。组成：（1）各层协议（2）网络管理脑代理构成虚拟呼通信关系3.2FF体系结构基金会现丹场总线系统管窃理内核杠（SM诊K)任务：负脚责与网络倦系统相关谁的管理。如：确应立本设负备在网备段中的目位置,怕配置料系统信销息,为邮设备分镜配固定掠的数据凳链接地滴址,使省设备进管入运行南状态。掌提供应军用时钟核参考,军协调与胞网上其症它设备邪的动作量和功能则块执行搞时间等睬。组成：占顿据应用层管和用户层贺的部分位搁置。(1)系统管理余内核协议亩(SMK迹P)：与远程脑SMK通碗信的协议河;(2)对象字典览(OD)：用于说猴明总线上佩传输的数屠据格式和帅意义的对象置描述的劣集合；(3)系统管扫理信息烂库(S类MIB鱼)：存放用贞于控制系井统管理操诸作的各种信息悔,这些信劈燕息都被组群织成对象部；(4)系统管理谦内核程序。3.2FF体系结构基金会现豪场总线功能块应禾用进程(涂FBAP耍)(1)功能块辞(FB纱)可实现蛋某种应僵用功能忽或算法拉,并骨可按某骄种方式贯反复执辱行的函浙数模块脏。(2)应用进攻程(A餐P)ISO洪749伍8的名穿词:驻故留在设香备内的敏分布式福应用的萍描述;现场总线垃系统中:差设备内部学实现一组拍相关功能跟的整体。(3)组成功能块对象;对象字典(OD垃);设备描万述(DD)3.2FF体系结构基金会袍现场总茂线虚拟通信穿关系(V堤CR)(1)定义VCR铜是现场健总线网区络中各负个应用攀进程之渡间的逻贩辑通信鸦通道。(2)任务为通信实誉体,系统管除理内核,和功能块应滨用进程三大部仰分中的己各种应步用之间默建立通害信的通航道。(3)类型客户/善服务器煌型,报告分恐发型,发布/圈预定接柳收型。(4)组成实现物理层,数据链盯路层和应用层共同而悔构成。3.2FF体系结构基金会现犹场总线虚拟通信撤关系(V锄CR)FCFT发布-预订VCR客户-服务器VCR报告分发VCR3.3FF的物理层基金会现植场总线FF的物胀理层另一、物理层任政务胸二、兆物理层菜结构壁三、锈物理层天协议物理层：用于冶实现现身场设备扭与总线洁之间的连接，为现慕场设备职与通信菊传输媒话体的连卡接提供机械和电气接口，为现思场设备烦对总线榆的发送桂或接收根提供合版乎规范略的物理信号。3.3FF的物理层基金会宾现场总盒线一、物理层任渠务负责物驱理传输熟线路的建立、摘维持和罢拆除。在发送方，物理葬层从数据链路视层接收数据烧单元，添票加同步和起始、结束标志字就符，并踩进行编迈码形成唱一个物信理帧，阶然后在物理传方输介质上发送伶出去；接收方在收到绝这个物元理帧后利，依据杨物理层黎协议解绳码并剥志掉同步和起始、结束标志字仇符，将禾所得到宽的数据以单元向三上传递坟给数据链唇路层。帧前定界码帧结束DLL协议数据前导码5.3FF的物理层二、物理层结霸构现场总野线基金墓会先采馋用导线作为通棚信介质待,并将属进一步晌扩展其善能力。物理层规俱定了三种拾传输介质秆:导线、如光纤和射忌频。数据链路层MDS介质相关子层MIS介质无关子层MAU媒体访问单元31.25bps/电压模式MAU媒体访问单元31.25bps/电压模式MAU介质访问单元31.25kbps/电压模式导线介质导线介质导线介质导线DCE光纤DCE射频DCE5.3FF的物理层二、物理层汗结构数据链律路层导线介质导线介质导线介质导线DCE光纤DCE射频DCEMDS介扔质相关子刃层MAU抚介质访识问单元31.酿25k悉bps祝/电压颠模式MIS介更质无关子观层介质（媒轿体）无关反层（MI蜂S）：与传输媒施体无关，煌负责处理赛物理层与山数据链路音层的接口今。有关池信号编码勇、增加或药去除前导腐码、定界拆码的工作悄均在物理辫层的介质牧（媒体）凳无关层完衣成。介质（爷媒体）脑相关层宽（MD假S）：负责处蕉理导线祝、光纤渗等不同物传输介振质（媒幼体）。代定义了帝信号的碎编码方婶式和物葬理帧格柳式，对原应于三泼种介质涛（媒体皆）分别冲规定了常三种M将DS。介质(绵媒体)漠访问单熊元(M绳AU)授:负责传呼送和接况收经过嘉MDS扯处理的维物理帧忘信号。拳对应于轧每一种另传输速啦率和信弊号类型骨分别定眯义了相该应的M斯AU，雕负责此涌种模式酱下的通色信。在导线MDS下村定义了四比种介质(薄媒体)访厚问单元（锣MAU，年Medi到umA圣ttac筹hmen递tU务nit）职：31.2饰5kb毒ps电句压模式1Mb冻ps填电压模式1M地bps纺电非流模式2.5M锅bps蒜电压模肾式5.3FF的物理层二、物理层结悠构介质(媒体)无关层MISMDS（介质(媒体)相关子层）导线/光纤MDS射频MAU导线电压模式1MbpsMAU导线电压模式2.5MbpsMAU导线电流模式1MbpsMAU光纤1MbpsMAU光纤2.5MbpsMAU射频1.0MbpsMAU射频4800bpsMAU光纤31.25Kbps1FiberMAU光纤31.25Kbps2FiberMAU导线电压模式31.25kbps低功耗MAU导线电压模式31.25kbps传输介质(媒体)MAU腊:介质妥访问单扬元介质相关子层介质访问模式3.3FF的物理层基金会淡现场总战线二、物理层结候构导线媒导体接口射频滤波器隔离电路带通滤波器比较器线路驱动缓冲驱单动电压电压限幅驱动许罩可现场数据驰输出（来自通信啄控制器）现场数满据输入（去通信控赴制器）现场总线祥网络3.3FF的物理层基金会从现场总中线三、物理层协缴议●物理层覆的协议袍具体规罪定了信号波形，编码方晓式，物理帧耀格式，传输介光质和传输速率，设备供电以及连接技立术等内容革。●物理层是令现场总线轨四层结构叹中唯一不证能完全由抽软件实现钻的层次。●物理层遵是循IEC蹈1158陷-2(1追993年苍)和IS市A-S5骆0.02塌中有关物追理层的标存准.●现场总早线基金米会为低住速总线危颁布了售FF-秘816努3羞1.2穴5Kb确ps物贿理层规肤范,也称低速查现场总线瞒的H1标准。●传输速率严为1Mb清ps,2症.5Mb赠ps的被坟称为H2标准(高速现皇场总线标寄准)。已被淘套汰，取蛙而代之指的是H价SE(图Hig防hS渴pee浙dE捉the冠rNe李t)3.3FF的物理层基金会现糠场总线三、物理层协年议供电方币式基金会现涉场总线为超现场设备难提供两种萌供电方式敞:总线供瓦电方式:直接灭从总线眨上获取滴工作能只源。非总线句供电方推式:工作勿电源来撤自外部离,而不续取自总锋线。对总线供填电的场合降，总线上割既要传送数字信号，又要自由总线道为现场割设备供电。3.3FF的物理层基金会依现场总情线三、物理层协箭议按H1减(31.2广5Kbp黑s)的技术夺规范,电稳压模式的阵现场总线呈信号波形凶如下图:15~20mAtIa9~32V0.75~1.0VtVb电源现场设备100Ω终端器c携带协蛇议信息骆的数字信早号,以3赴1.2骨5kH洞z的频胃率、峰返-峰电倘压为0扫.75迁~1V培的幅值例加载到置9~3眨2V市的直流册电压上毙,形成库现场总逆线的信码号波形甘。图c为现茂场总线上哨对现场设瞧备的网络箱配置。3.3FF的物理层基金会汇现场总窑线三、物理层协鞠议FF数醋据编码协议报努文编码：这里据的协议雕报文编择码是指杰携带了贪现场总铁线要传拉输的数神据报文纪，这些淡数据报销文由上意层的协周议数据很单元生译成。基金会现月场总线采脑用曼彻斯幸特编码镰技术将数据辫编码直汽接加载耀到直流亦电压或半电流上殖形成物煎理信号从。在曼臂彻斯特借编码过边程中，碍每个时蚊钟周期孟被分成铸两半，绪用前半型周期为真低电平刚、后半真周期为讽高电平腹形成脉舅冲正跳危变来表智示“0”；前较半周期章为高电趴平、后僚半周期竹为低电腔平形成分脉冲负第跳变来怀表示“1”。“0”“1”3.3FF的物理层基金会挪现场总尊线三、物理层戒协议FF数据这编码时钟数据10010101曼彻斯特编码3.3FF的物理层基金会编现场总捎线三、物理层协突议每帧报熔文格式研由前导码、帧前定归界码、数据段和帧结束删码四部分组眼成。前导码帧前定界码数据段帧结束码1112~2731基金会拣现场总壳线信号锅的编码鹿序列编码有四趴种可能:虫1.点正跳变表事示逻辑”愚0”2.负跳狐变表示为女逻辑”1昏”3.正电挣平表示非数据N辞+4.负郊电平表直示非数据N销-“0”“1”N+N-3.3FF的物理层基金会另现场总朱线三、物理层协价议前导码帧前定界码数据段帧结束码1112~2731前导码：相当连于电话经信号中途的振玲艇信号,坏用语唤赖醒接收姨设备,叔并使之锣与发送修设备保持同步。前导码延置于通信沃信号最前锣端，特别告规定的8赞位数字信靠号:10栗1010轻10一个执字节。如羡果采用中继器的话，亮前导码盗可多于全一个字返节。时钟10010101前导码帧前定界名码：它标陪明了现偶场总线泡信息的摊起点，肤其长度沈为8个扣时钟周期，也喊就是一个凤8位字节额。帧前定查界码由特片殊的N+码、翻N-码窝和正负跳子变脉冲按随规定的顺沿序组成。N+码饭在整个颤时钟周孩期都保梅持高电冻平，N雨-码在躬整个时钟周滨期都保常持低电往平，即拿它们在乌时钟周罢期的中反间不存在熊电平的据跳变。时钟10010101前导码10N+N-10N-N+帧前定界码前导码帧前定界码数据段帧结束码1112~2731帧结束码：帧结属束码标偶志着现炊场总线盐信息的笋终止，赚其长度畜也为8个时炮钟周期踏，或称盗一个字贡节，也凤是由N伐+码、咏N-园码和正负跳汗变脉冲按尿规定的顺已序组成。果其组合顺武序不同于起傻始码。时钟10010101前导码10N+N-10N-N+帧前定界码10N+N-11N-N+帧结束炊码前导码帧前定界码数据段帧结束码1112~27313.3FF的物理层基金会闲现场总纠线三、物理层图协议前导码帧前定界码数据段帧结束码1112~2731帧前定刚界码、津帧结束割码不是华Man盼che准ste周r码,夸它用非椅数据正阵N+和醋非数据否N-表校示的。否这样可辆以有效谎地标明数据段的吗范围。前导码、柜帧前定界唤码、帧结期束码由发陪送设备中悬物理层自捧动加到报扯文中,并逃在接收设恩备的物理漆层中被自省动去掉。前导码、兰帧前定界刘码、帧结克束码都是亏由物理层志的硬件电谦路生成并榨加载到物烈理信号上测的。形成寇的编码序列如下图醋。3.3FF的物理层基金会阳现场总蒜线三、物理层炕协议现场总乔线本安沿应用：现场总线虹设备的通不信电路部叶分，即媒鹅体连接单微元(MA塞U)，必相须采用隔尼地措施，奖防止产生惕接地环流谦干扰。3.3FF的物理层基金会贷现场总榜线三、物理层协斗议低速现至场总线专(H1标准)●传输旨率澡3墨1.2域5kb际ps族3屡1.2奏5kb僻ps旧3贼1.2全5kb小ps●传输辆模式门电腊压芳电查压优电压●拓扑棚类型责总线液/树型街总线挣/树型迟总线/艰树型●供电镰方式轨非总线技供电泻总倒线供电业总轰线供电●本质安罩全捞不支持差支景持革不魂支持●设备数烤量32个(最多炎使用4台宜中继器，吼可挂接156个设备遗)●通信须距离1900滚米夕190依0米知1900秒米●分支欣长度春1业20米罢120沫米跃120什米5.3FF的物理层基金会舍现场总尺线三、物理层尝协议高速现场那总线(H2标准)●传输份率射1.0活Mbp白s看1.呈0Mb目ps要2.关5Mb笛ps●传输模厌式副电进压翻电流书电争压●拓扑类云型悔总洁线土总线票总臭线●供电池方式永非金总线供财电讲总线交浴流供电柴非总线宝供电●本质过安全露不桃支持倾支持俭不支持●设备数路量32个(最塑多使用检4台中殊继器，斯可挂接156个设备浩)●通信距原离料7粮50米衔750笨米喘500米●分支罩长度煎无则无汁无现场设备关中，数据停的传输使哥用带屏蔽的糠双绞线。数据传输蜜距离：取蛾决于除1、导狐线的物理耳特性。2、数据脉传输率。数据传输懂速率是：31.紧25K淹bps躁：通信全距离190堂0米。1Mbp感s：通信池距离75淋0米。2.5M总bps：床通信距离侄500米汇。基金会现把场总线三、物理层特协议导线媒体奴:电缆型橡号及长度比尺寸电缆类型电缆型号最大传输私距离A:屏蔽敌双绞线H1(普31.踪蝶25k动bps谨)奴#像18A涌WG趴1部900催米H2(1范Mbps荣)酿#22A塘WG上7泳50米H2(偏2.5画Mbp可s)承#2拨2AW预G矮50购0米B:屏棉蔽多股锣双绞线H1(舱31.退25k喊bps皇)简#跃22A缸WG纲1嫌200共米C:无屏舟蔽多股双姥绞线H1(纺31.长25k改bps奏)枯#2核2AW凝G哥4刷00米D:外蛮层屏蔽推、多芯种非双绞突线电缆H1(3员1.25车kbps伟)节#1驱6AWG许2声00米基金会心现场总桃线3.3FF的物理层基金会现但场总线三、物理层协身议现场总线名H1标准誉布线方法3.3FF的物理层基金会现残场总线三、物理层协田议现场总线拆H1标准乌信号传输坡特性3.3FF的物理层基金会现谈场总线三、物理层协钻议现场总线掏H2标准顽信号传输滋特性3.3FF的物理层基金会召现场总丝式线相同之处●采用稀双绞线永传输信穷号和供料电；●可复塑用4-弹20m催A信号阿线,并肾能保证贤传输质织量；●用于相抽同的设备糊(变送器阳,调节阀烂等)；●无需爬精通通硬信技术畅,更易算被仪表烧技工使仙用。不同之处●可在亿同一对膜双绞线给上连接忠多台设魔备；●设备的弃连接是并可联的,而心不是串接值的。●设备中鼓的电路不妇同；●要求禾在每个猛通信段需使用终清端端子史(RC杨电路)坟；●一个碗现场总先线网络眨可以由两用中继卖器连接查的多个恢通信段挠组成。现场总励线H1夸标准同影4-2未0mA伯比较3.3FF的物理层基金会现貌场总线三、物理层姜协议现场总床线拓扑收结构●支持树型、点对点型和总线型三种拓杠扑结构冷；●树型结构仅野支持低窜速版本层。5.3FF的物理层基金会现吃场总线三、物理层行协议现场总线龙拓扑结构●支持树型、点对点型和总线型三种拓怨扑结构隶；●树型结构仅支膏持低速版灵本。Jun没cti小onBox“Da篮isy撞-Ch愧ain忽”“Buswith造Spu蚀rs”“Poi赵nt-t炎o-Po毯int”“Tre益e”Not踏Reco瞒mmen黎dedTopo我logyLow溜Dens炉ityHigh事Den僵sity3.3FF的物理层基金会膀现场总骂线三、物理层协辫议31.颠25K勇bps信现场总舅线网络黎中的节耀点数3.3FF的物理层基金会现钱场总线三、物理层协葱议影响网颈络设备李数量的翻因素(1)带宽:一条亿现场总奥线每秒何可传输渠30条匀报文；(2)通信段:一条流现场总冷线可以页有一个验或多个效通信段数，每个通牢信段长度可达邪1900税米并可连令接32台莫设备(理羽论上)，课实际上一悄般8-1弊6台。如使用薄中继器，备最多4台躺，可连接乎达156台鹿设备(理雷论上)；(3)供电:每个网升段必须有昆足够的供赶电能力，况在本安场针合，安全掏栅必须与终享端端子相雪距在10谷0米之内菠,并且通箱过安全栅鹅的功率在600停毫瓦之情内；(4)通信线的目尺寸:较高阻欧抗的电缆饲将减少通隆信段的长锄度。3.3FF的物理层基金会睁现场总谱线三、物理层协大议FF总线树标准IE炎C115匀8对总线半安装的主汗要规定现场总起线节省斥了电缆坦,但电摔缆风险况集中，酬因电缆丽故障减亡少,所告以电缆现总风险凯并没有亭增加。为了避免电缆摩风险集中：(1)眉可以善使用双根摔电缆冗余来减少开幻玉路风险;(2)浩在各谣个支路上弦串联一定蚀电阻以防泪止短路风号险。5.3FF的物理层基金会现醒场总线三、物理层协期议IEC1臭158-眯2对总线赛安装的主侦要规定波特率H131.25kbpsH21Mbps2.5Mbps总线长度(注1)A:屏蔽双绞线#18AWG1900mB:屏蔽多芯双绞线#22AWG1200mC:无屏蔽单对或多对双绞线#26AWG400mD:无屏蔽多芯电缆#16AWG200m750m500m#22AWG屏蔽双绞线总线挂设备数非本安非总线供电2～32台本安2～6台总线供电非本安2～12台电缆阻抗及终端Zo=100ΩZo=150Ω

信号幅值发送0.75～1VP-P(Zo=50Ω)接收150MVP-P发送5.5～9VP-P(Zo=50Ω)接收70MVP-P总线供电9～32Vdc电源阻抗非本安≥3KΩ本安≥400Ω9～32Vdc电源阻抗≥8KΩ屏蔽及及接地

要求屏蔽面积>90%,两总线对地电容差≤250pf,两总线不接地但终端器中点可接地。注:总芽线长度枝指主干本与分支施长度之板和,总付线可经俱重复器耐再次延穷长,但不超过妥四次;本安条昼件下电少缆长度芝计算同治前。5.3FF的物理层基金会借现场总脾线三、物理层协推议现场总仁线网络摆概览物理层组成部分:Tra床nsm芳itt章er接线盒Actu饺atorDCSe.g.屿Ope坏rato炭rst欣atio福nEthe合rnet笋Cab而le电源配涂电器/扑电源调允节器DIOTC蠢/R棒TDField备busProc界essInte验rfa皂ceDIOH1通饮讯卡总线电源吗配电器/啊电源调节令器电缆终端电状阻接线盒-段定保护器-现忽场总线朱安全栅浪涌保护摩器终端电阻电缆H1B草usEth抬ern滚etH1疫网段H1娘网段不同网段上的设备FF情HSEFF敏H1笋+H聪SE副网络概疑览OPCServer链接设备Link牌ing娘Devi领ce链接设此备Link绩ing抱Devi颤ce操作员按站工程师站AMS/AODCS漏控制扭器基于E熔the问rne左t的执控制网悦络H1接网段5.3FF的物理层基金会只现场总吃线三、物理层协蛙议本质安修全情况脖下FF蔬接线示厉意图9、静夜四霜无邻，荒啄居旧业贫税。。4月-务234月-2哨3Wed晶nes躺day岭,A怀pri渣l2拖6,极202金310、雨中句黄叶树导，灯下掉白头人抢。。00:1猾6:5200:湖16:蜘5200:垃164/2妹6/2士023们12锈:16游:52剧AM11、以我绪独沈久影，愧君懒相见频凑。。4月-耀2300:1根6:5200:旅16Apr论-2326-A拍pr-2退312、故人靠江海别垃，几度父隔山川走。。00:歼16:张5200:谦16:增5200:1庆6Wed杯nes它day地,A银pri径l2缠6,揭202踩313、乍见隆翻疑梦考，相悲正各问年阵。。4月-2搅34月-落2300:牌16:绑5200:汤16:匙52Apr却il欣26,芒20舍2314、他乡生跑白发，旧误国见青山竞。。26姓四月雨202谢312:1辰6:52管上午00:1姥6:524月-2侦315、比不了胖得就不比闷，得不到凯的就不要泄。。。四月傲2312:1狐6上午4月-2叨300:烫16Apr亮il谷26,字20跌2316、行动树出成果全，工作唇出财富拥。。2023找/4/2喜60:茶16:5棍200:1小6:5226