基金會匯流排通信模型

① 現場匯流排通訊模型有那些主要特點

要看你用哪一種現場匯流排

② 基金會現場匯流排的應用場合有哪些

過程式控制制現場匯流排--工程、運行與維護 外國人寫的，現場匯流排儀表工程應用類 非常實用 有電子掃描版下載 實體書得淘寶上買 PROFIBUS協議分析與系統應用/侯維岩/清華大學出版 DP的協議級學習必備 別的具體工程應用類 買本西門子的就夠了

③ HART、FF協議的具體內容是什麼

1。HART(Highway Addressable Remote Transcer)，可定址遠程感測器高速通道的開放通信協議，是美國Rosement公司於1985年推出的一種用於現場智能儀表和控制室設備之間的通信協議。 HART裝置提供具有相對低的帶寬，適度響應時間的通信，經過10多年的發展，HART技術在國外已經十分成熟，並已成為全球智能儀表的工業標准。

HART協議採用基於Bell202標準的FSK頻移鍵控信號，在低頻的4-20mA模擬信號上疊加幅度為0.5mA的音頻數字信號進行雙向數字通訊，數據傳輸率為1.2Mbps。由於FSK信號的平均值為0，不影響傳送給控制系統模擬信號的大小，保證了與現有模擬系統的兼容性。在HART協議通信中主要的變數和控制信息由4-20mA傳送，在需要的情況下，另外的測量、過程參數、設備組態、校準、診斷信息通過HART協議訪問。

HART通信採用的是半雙工的通信方式，其特點是在現有模擬信號傳輸線上實現數字信號通信，屬於模擬系統向數字系統轉變過程中過渡性產品，因而在當前的過渡時期具有較強的市場競爭能力，得到了較快發展。HART 規定了一系列命令，按命令方式工作。它有三類命令，第一類稱為通用命令，這是所有設備都理解、都執行的命令；第二類稱為一般行為命令，所提供的功能可以在許多現場設備（盡管不是全部）中實現，這類命令包括最常用的的現場設備的功能庫；第三類稱為特殊設備命令，以便於工作在某些設備中實現特殊功能，這類命令既可以在基金會中開放使用，又可以為開發此命令的公司所獨有。在一個現場設備中通常可發現同時存在這三類命令。

HART採用統一的設備描述語言DDL。現場設備開發商採用這種標准語言來描述設備特性，由HART基金會負責登記管理這些設備描述並把它們編為設備描述字典，主設備運用DDL技術來理解這些設備的特性參數而不必為這些設備開發專用介面。但由於這種模擬數字混合信號制，導致難以開發出一種能滿足各公司要求的通信介面晶元。HART能利用匯流排供電，可滿足本質安全防爆要求，並可組成由手持編程器與管理系統主機作為主設備的雙主設備系統。

2。基金會現場匯流排，即FoudationFieldbus,簡稱FF。它以ISO/OSI開放系統互連模型為基礎，取其物理層、數據鏈路層、應用層為FF通信模型的相應層次，並在應用層上增加了用戶層。
基金會現場匯流排分低速H1和高速H2兩種通信速率。H1的傳輸速率為 3125Kbps,通信距離可達 1900m (可加中繼器延長),可支持匯流排供電，支持本質安全防爆環境。H2的傳輸速率為 1Mbps和 2.5Mbps兩種，其通信距離為750m和500m。物理傳輸介質可支持比絞線、光纜和無線發射，協議符合IEC1158-2標准。其物理媒介的傳輸信號採用曼徹斯特編碼，每位發送數據的中心位置或是正跳變，或是負跳變。正跳變代表0，負跳變代表1，從而使串列數據位流中具有足夠的定位信息，以保持發送雙方的時間同步。接收方既可根據跳變的極性來判斷數據的「1」、「0」狀態，也可根據數據的中心位置精確定位。

④ 基金會現場匯流排通信模型具備osi參考模型的哪些層 作用是什麼

1、物理層
數據鏈路層和應用層。

2、用戶層
a、物理層規定信號如何發送；
b、數據鏈路層規定如何在設備間共享網路和調度通信；
c、應用層規定設備間交換數據、命令、事件信息以及請求應答中的信息格式。

3、用戶層則
用於組成用戶所需要的應用程序。

⑤ ff現場匯流排智能儀表

簡介
基金會現場匯流排FF（Fieldbuse Foundation）以ISO/OSI開放系統互聯模式為基礎，取其物理層、數據鏈路層、應用層為FF 通信模型的相應層次，並在應用層上增加了用戶層。用戶層主要針對自動化測控應用的需要，定義了信息存取的統一規則，採用設備描述語言規定了通用的功能塊集。基金會現場匯流排的主要技術內容包括FF通信協議、用於完成開放互聯模式中第2-7層通信協議的通信棧、用於描述設備特性、參數、屬性及操作介面的DDL設備描述語言、設備描述字典、用於實現測量、控制、工程量轉換等功能的功能塊、實現系統組態、調度、管理等功能的系統軟體技術以及構築集成自動化系統、網路系統的系統集成技術。
編輯本段背景
基金會匯流排（FF，Foundation Fieldbus）是在過程自動化領域得到廣泛支持和具有專有良好發展前景的技術。其前身是以美國Fisher－Rosemount公司為首，聯合Foxboro、橫河、ABB、西門子等80家公司制訂的ISP協議和以Honeywell公司為首，聯合歐洲等地的150家公司制訂的World FIP協議。屈於用戶的壓力，這兩大集團於1994年 9月合並，成立了現場匯流排基金會，致力於開發出國際上統一的現場匯流排協議。它以ISO/OSI開放系統層上增加了用戶層。用戶層主要針對自動化測控應用的需要，定義了信息存取的統一規則，採用設備描述語言規定了通用的功能塊集。由於這些公司是該領域現場自控設備發展方向的能力，因而由它們組成的基金會所頒布的現場匯流排規范具有一定的權威性。
編輯本段兩種通信速率
基金會現場匯流排分低速H1和高速H2兩種通信速率。H1的傳輸速率為31．25kbps，通信距離可達1900m（可加中繼器延長），可支持匯流排供電防爆環境。H2的傳輸可為1Mbps和2．5Mbps兩種，其通信距離分別為750m和500m。物理傳輸介質可支持雙絞線、光纜和無線發射，協議符合IEC1158－2標准。其物理媒介的傳輸信號採用曼徹斯特編碼。
編輯本段主要技術內容
基金會現場匯流排的主要技術內容，包括FF通信協議、用於完成開放互連模型中第2～7層通信協議的通信棧（Communication Stack）?犛糜諉枋鏨璞柑卣鰲⒉問?、屬性及操作功能塊；實現系統組態、調度、管理等功能的系統軟體以及構築集成自動化系統、網路系統的系統集成技術。1996年在芝加哥舉行的ISA96展覽會上，由現場匯流排基金組織實施，首次向世界展示了來自40多家廠商的70多種符合FF協議的產品並將這些分布在不同樓層展覽大廳不同展台上的FF展品，用醒目的橙紅色電纜，展現了基金會現場匯流排的基本概貌。

⑥ 基金會現場匯流排的背景

基金會匯流排（FF，Foundation Fieldbus）是在過程自動化領域得到廣泛支持和具有專有良好發展前景的技術。其前身是以美國Fisher－Rosemount公司為首，聯合Foxboro、橫河、ABB、西門子等80家公司制訂的ISP協議和以Honeywell公司為首，聯合歐洲等地的150家公司制訂的World FIP協議。屈於用戶的壓力，這兩大集團於1994年9月合並，成立了現場匯流排基金會，致力於開發出國際上統一的現場匯流排協議。它以ISO/OSI開放系統層上增加了用戶層。用戶層主要針對自動化測控應用的需要，定義了信息存取的統一規則，採用設備描述語言規定了通用的功能塊集。由於這些公司是該領域現場自控設備發展方向的能力，因而由它們組成的基金會所頒布的現場匯流排規范具有一定的權威性。

⑦ 什麼是現場匯流排

現場匯流排控制系統（FCS）是信息數字化、控制分散化、系統開放化和設備間相互可操作的新一代自動化控制系統。它具有完全的開放性，在遵循統一的技術標准條件下，用戶可以把不同品牌功能相同的產品集成在同一個控制系統內，構成一個集成的現場匯流排控制系統，在同一個系統內具有相同功能的不同產品之間能夠進行自由的相互替換，使用戶具有了自動化控制設備選擇和集成的主動權。現場匯流排控制系統真正實現了現場設備智能化，徹底的控制分散化，使微灌控制系統功能不需要依賴控制中心的計算機或主控制裝置，可以就近在現場完成控制功能，簡化了系統結構，提高了可靠性和方便性。採用數字化通信，提高了信號傳輸的可靠性和精度，利用現場匯流排控制技術能夠形成完全分散、全數字化的微灌控制網路。
現場匯流排技術順應了當今自控技術發展的「智能化、數字化、信息化、網路化、分散化」的主流，使傳統的控制系統無論在結構上還是在性能上都出現巨大的飛躍，是未來微灌應用自動控制技術發展的方向。但是現場匯流排控制系統目前還處在發展過程之中，現場匯流排控制的技術標准、現場匯流排儀表和控制設備的智能化等方面還不是十分完善，進入市場的成熟的智能化現場設備和儀表還不是很多，且與常規設備相比價格仍然較貴，因此目前在微灌領域的應用還處於初始階段。

⑧ 現場匯流排控制系統的基金會現場匯流排

按照基金會匯流排組織的定義，FF匯流排是一種全數字、串列、雙向傳輸的通信系統，是一種能連接現場各種現場儀表的信號傳輸系統，其最根本的特點是專門針對工業過程自動化而開發的，在滿足要求苛刻的使用環境、本質安全、匯流排供電等方面都有完善的措施。為此，有人稱FF匯流排為專門為過程式控制制設計的現場匯流排。
在FF協議標准中，FF分為低速H1匯流排和高速H2匯流排。H1主要針對過程自動化，傳輸速率31.25Kbps，傳輸距離可達1900m（可採用中繼器延長），支持匯流排供電和本質安全防爆。高速匯流排協議H2主要用於製造自動化，傳輸速率分為1Mbps和2.5Mbps兩種。但原來規劃的H2高速匯流排標准現在已經被現場匯流排基金會所放棄，取而代之的是基於乙太網的高速匯流排HSE。 為了實現通信系統的開放性，FF通信模型參考了OSI模型，如圖4.2。
H1匯流排的通信模型包括物理層、數據鏈路層、應用層，並在其上增加了用戶層。物理層採用了IEC61158-2的協議規范；數據鏈路層DLL規定如何在設備間共享網路和調度通信，通過鏈路活動調度器LAS來管理現場匯流排的訪問；應用層則規定了在設備間交換數據、命令、事件信息以及請求應答中的信息格式。H1的應用層分為兩個子層――匯流排訪問子層FAS和匯流排報文規范子層FMS，功能塊應用進程只使用FMS，FAS負責把FMS映射到DLL。用戶層則用於組成用戶所需要的應用程序，如規定標準的功能快、設備描述等。不過，數據鏈路層和應用層往往被看作為一個整體，統稱為通信棧。
HSE採用了基於Ethernet和TCP/IP的六層協議結構的通信模型。其中，一～四層為標準的Internet協議；第五層是現場設備訪問會話，為現場設備訪問代理提供會話組織和同步服務；第七層是應用層，也劃分為FMS和現場設備訪問FDA二個子層，其中FDA的作用與H1的FAS相類似，也是基於虛擬通信關系為FMS提供通信服務。 H1匯流排的物理層根據IEC和ISA標準定義，符合ISA S50.02物理層標准、IEC1158-2物理層標准以及FF-816 31.25Kbps物理層行規規范。當物理層從通信棧接收報文時，對數據幀加上前導碼和定界碼，並對其實行數據編碼，再經過發送驅動器把所產生的物理信號傳送到總統的傳輸媒體上。相反，在接收信號時，需要進行反向解碼。
現場總統採用曼徹斯特編碼技術將數據編碼載入到直流電壓或電流上形成「同步串列信號」。前導碼是一個8位的數字信號10101010，接收器採用這一信號同步其內部時鍾。起始界定碼和結束界定碼標明了現場匯流排信息的起點和終點，長度均為8個時鍾周期，二者都是由「0」、「1」、「N+」、「N－」按規定的順序組成。
圖4.5(a)表示了H1匯流排的配置思想，匯流排兩端分別連接一個終端器，形成對31.25KHz信號的通帶電路。發送設備產生的信號是31.25KHz、峰峰值為15～20mA的電流信號，如圖(b)；傳送給相當於50Ω的等效負載，產生一個調制在直流電源電壓上的0.75～1V的峰峰電壓，如圖(c)。H1支持匯流排供電和非匯流排供電二種方式。
通信棧包括數據鏈路層DLL、現場匯流排訪問子層FAS和現場匯流排報文規范FMS三部分。
DLL最主要的功能是對匯流排訪問的調度，通過鏈路活動調度器LAS來管理匯流排的訪問，每個匯流排段上有一個LAS。H1匯流排的通信分為受調度/周期性通信和非調度/非周期性通信二類。前者一般用於在設備間周期性地傳送測量和控制數據，其優先順序最高，其它操作只在受調度傳輸之間進行。
FAS子層處於FMS和DLL之間，它使用DLL的調度和非調度特點，為FMS和應用進程提供報文傳遞服務。FAS的協議機制可以劃為三層：FAS服務協議機制、應用關系協議機制、DLL映射協議機制，它們之間及其與相鄰層的關系如圖4-6所示。FAS服務協議機制負責把發送信息轉換為FAS的內部協議格式，並為該服務選擇一個合適的應用關系協議機制。應用關系協議機制包括客戶/伺服器、報告分發和發布/接收三種由虛擬通信關系VCR來描述的服務類型，它們的區別主要在於FAS如何應用數據鏈路層進行報文傳輸。DLL映射協議機制是對下層即數據鏈路層的介面。它將來自應用關系協議機制的FAS內部協議格式轉換成數據鍵路層DLL可接受的服務格式，並送給DLL，反之亦然。
FMS描述了用戶應用所需要的通信服務、信息格式和建立報文所必需的協議行為。針對不同的對象類型，FMS定義了相應的FMS通信服務，用戶應用可採用標準的報文格式集在現場匯流排上相互發送報文。
用戶層定義了標準的基於模塊的用戶應用，使得設備與系統的集成與互操作更加易於實現。用戶層由功能塊和設備描述語言兩個重要的部分組成。 PROFIBUS共包括PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-DP和PROFIBUS-PA三個兼容系列，各系列的協議結構如圖4.9所示。FMS定義了物理層、數據鏈路層和應用層和用戶介面，物理層提供了光纖和RS485兩種傳輸技術。DP定義了物理層、數據鏈路層和用戶介面，其中的物理層和數據鏈路層與FMS中的定義完全相同，二者採用了相同的傳輸技術和統一的匯流排控制協議(報文格式)。PA主要應用於過程式控制制領域，相當於FF的H1匯流排，它可支持匯流排供電和本質安全，當使用分段耦合器，PA裝置能很方便的連接到DP網路上。
PROFIBUS現場匯流排是世界上應用最廣泛的現場匯流排技術之一，既適合於自動化系統與現場I/O單元的通信，也可用於直接連接帶有介面的各種現場儀表及設備。DP和PA的完美結合使得PROFIBUS現場匯流排在結構和性能上優越於其它現場匯流排。 PROFIBUS提供了RS485傳輸、IEC1158－2傳輸和光纖傳輸三種類型。
RS-485傳輸用於PROFIBUS－DP/－FMS，其最大傳輸速率可達12Mbps，在不加中繼的情況下，傳輸速率與匯流排長度的對應關系如下表所示：
數據IEC1158－2的傳輸技術用於PROFIBUS－PA，是一種位同步協議，通過±9mA對基本電流（約10mA）的調制，以31.25kbps的速率傳輸。
PROFIBUS系統要橋接更長的距離或在電磁干擾很大的環境下應用時，可使用光纖導體（塑料和玻璃）傳輸，光鏈路插頭可以實現RS485信號和光纖導體信號的相互轉換。 PROFIBUS匯流排包括的三個兼容系列均使用一致的匯流排存取協議，這是一種包括主站之間的令牌方式和主站與從站之間的主從方式的混合協議，如圖4.10所示。
令牌環是所有主站的組織鏈，按照它們的地址構成邏輯環。在令牌環中，令牌在邏輯環中循環一周的最長時間是事先規定的，令牌需要在規定的時間內按照地址的升序在各主站中依次傳遞。
主從方式允許主站在得到匯流排存取令牌時與從站進行通信，每個主站均可向從站發送或索取信息。當某主站得到令牌報文後，該主站可在一定時間內執行主站工作。在這段時間內，它可依照主從關系表與所有從站通信，也可依照主主關系表與所有主站通信。 基於IEC1158-2傳輸技術匯流排段與基於RS485傳輸技術匯流排段可以通過耦合裝置相連，耦合器使二者信號相適配。每段通常配一個電源裝置，電源裝置經耦合器和PA匯流排為現場設備提供電源，這種供電方式可以限制PA匯流排段上的電流和電壓。如果需要外接電源設備，必須用適當的隔離裝置，將匯流排供電設備與外接電源設備連接在本質安全匯流排上，此時匯流排上的最大供電電壓和最大供電電流均具有明確的規定。按防爆等級和匯流排供電裝置，匯流排上的站點數量也將受到限制。
PROFIBUS的網路拓撲可以是匯流排型、樹型和兩種拓撲的混合。線型結構沿著匯流排電纜連接各個站點，樹型結構允許現場設備並聯地接在現場配電箱上。混合拓撲結構適合多數實際系統的要求，它可以使匯流排的結構和長度趨於最優。 我們知道，當前的工業網路已逐漸向高層IT系統的融合甚至通過Internet實現全球化聯網的趨勢發展，PROFINet正是體現了現場匯流排技術縱向集成的一種透明性理念。
為了保持與自動化系統較高層的一致性，PROFINet選用乙太網作為通信媒介，一方面它可以把基於通用的PROFIBUS技術的系統無縫地集成到整個系統中，另一方面它也可以通過代理伺服器實現PROFIBUS－DP及其它現場匯流排系統與PROFINet系統的簡單集成。
在整個協議架構中，獨立於製造商的工程設計系統對象ES-Object模型和開放的、面向對象的PROFINet運行期（runtime）模型是PROFINet定義的兩個關鍵模型。
工程設計系統對象模型用於對多製造商工程設計方案做出規定，提供用戶友好的PROFINet系統組態。運行期模型則以具有乙太網標准機制的通信功能為基礎，提供了一種優化的DCOM機制，作為用於硬實時通信應用領域的一種選擇。
PROFINet部件以對象的形式出現，自動化解決方案包含在運行期進行通信的自動化對象中，即運行期自動化對象RT-AUTO。在工程設計領域，一旦無需對通信編程而只需進行很方便地組態，創建自動化解決方案就變得相當簡單。
PROFINet為這些應用提供了兩種集成方案，如圖4.12。
如果現場匯流排的主站具備PROFINet的能力，這可通過將乙太網介面和PROFINet運行期軟體的埠直接集成到現場匯流排主站的CPU中。否則，PROFIBUS也可以通過代理伺服器實現與PROFInet的集成。原則上其它的現場匯流排如：FF、Interbus等通常都可以這種方式集成到PROFINet領域。