基金會現場匯流排的論文

『壹』 求一篇論文：BUS現場匯流排的研究與開發

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『貳』 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。

『叄』 現場匯流排技術的發展趨勢

現場匯流排技術的發展應體現為兩個方面：一個是低速現場匯流排領域的繼續發展和完善；另一個是高速現場匯流排技術的發展。
現場匯流排產品主要是低速匯流排產品，應用於運行速率較低的領域，對網路的性能要求不是很高。從應用狀況看，無論是FF和Profibus，還是其他一些現場匯流排，都能較好地實現速率要求較慢的過程式控制制。因此，在速率要求較低的控制領域，誰都很難統一整個世界市場。而現場匯流排的關鍵技術之一是互操作性，實現現場匯流排技術的統一是所有用戶的願望。今後現場匯流排技術如何發展、如何統一，是所有生產廠商和用戶十分關心的問題。
高速現場匯流排主要應用於控制網內的互連，連接控制計算機、PLC等智能程度較高、處理速度快的設備，以及實現低速現場匯流排網橋間的連接，它是充分實現系統的全分散控制結構所必須的。這一領域還比較薄弱。因此，高速現場匯流排的設計、開發將是競爭十分激烈的領域，這也將是現場匯流排技術實現統一的重要機會。而選擇什麼樣的網路技術作為高速現場匯流排的整體框架將是其首要內容。
發展現場匯流排技術已成為工業自動化領域廣為注的焦點課題，國際上現場匯流排的研究、開發，使測控系統沖破了長期封閉系統的禁錮，走上開放發展的征程，這對中國現場匯流排控制系統的發展是個極好的機會，也是一次嚴峻的挑戰。自動化系統的網路化是發展的大趨勢，現場匯流排技術受計算機網路技術的影響是十分深刻的。網路技術日新月異，發展十分迅猛，一些具有重大影響的網路新技術必將進一步融合到現場匯流排技術之中，這些具有發展前景的現場匯流排技術有；智能儀表與網路設備開發的軟硬體技術；組態抗術，包括網路拓撲結構、網路設備、網段互連等；網路管理技術，包括網路管理軟體、網路數據操作與傳輸；人機介面、軟體技術；現場匯流排系統集成技術。
總體說來，自動化系統與設備將朝著現場匯流排體系結構的方向前進，這一發展趨勢是肯定的。既然是匯流排，就要向著趨於開放統一的方向發展，成為大家都遵守的標准規范，但由於這一技術所涉及的應用領域十分廣泛，幾乎覆蓋了所有連續、離散工業領域，如過程自動化、製造加工自動化、樓宇自動化、家庭自動化等等。大千世界，眾多領域，需求各異，一個現場匯流排體系下可能不止容納單一的標准。幾大技術均具有自己的特點，已在不同應用領域形成了自己的優勢。加上商業利益的驅使，它們都各自正在十分激烈的市場競爭中求得發展。有理由認為：在從起的未來10年內，可能出現幾大匯流排標准共存，甚至在一個現場匯流排系統內，幾種匯流排標準的設備通過路由網關互連實現信息共享的局面。在連續過程自動化領域內，今後10年內，FF基金會現場匯流排將成為主流發展趨勢，LonWorks將成為有力的競爭對手，HART作為過渡性產品也能有一定的市場。這3種技術是從這一領域的工業需求出發，其用戶層的各種功能是專業連續過程設計的，而且充分考慮到連續工業的使用環境，如支持匯流排供電，可滿足本質安全防爆要求等。
另外，FF基金會幾乎集中了世界上主要自動化儀表製造商；LonWorks形成了全面的分工合作體系。這些因素對成為這一領域的主流技術是十分關鍵的。由於HART建立在廣泛採用的模擬系統之上，它可以充分照顧到現有設備和已有投資的效益，技術上也充分考慮連續過程使用環境的需要。它已經佔有一定的市場份額，其技術本身還在不斷完善與更新，如提高傳輸速率等。國外HART儀表的市場份額還在不斷增長，呈上升趨勢，但是它畢竟是過渡性產品，其生存周期不會很長。國內則由於很多項目都是新項目，所以對兼容性的考慮較少，而對先進性的考慮較多，相信HART在國內的市場份額不會很大。國內市場與國外市場會有比較大的差異。一方面國外市場上占優勢的產品會不斷滲透到國內；另一方面，由於國內廠商的規模相對較小，研發能力較差，更多的是依賴技術供應商的支持，比較容易受現場匯流排技術供應商 （晶元製造商等）對國內的支持和市場推廣力度的影響。國內僅LonWorks技術有實質性的市場活動，所以大部分國內廠商將首先將接受LonWorks技術。盡管FF號稱儀器儀錶行業的未來標准，但是由於沒有明確的市場策略和在國內的積極的市場活動，市場份額將會受到很大影響。而且事實表明，所有的現場匯流排基金會（FF）會員在研製符合FF標準的同時，都同時推出採用LonWorks技術的應用，由此可見LonWorks技術的生命力十分頑強。在離散製造加工領域，由於行業應用的特點和歷史原因，其主流技術會有一些差別。Profibus和CAN在這一領域具有較強的競爭力。他們已經在這一領域形成了自己的優勢。在樓宇自動化、家庭自動化、智能通信產品等方面，LonWorks則具有獨特的優勢。由於LonWorks技術的特點，在多樣化控制系統的應用上將會有較大的發展。
現場匯流排技術的興起，開辟了工廠底層網路的新天地。它將促進企業網路的快速發展，為企業帶來新的效益，因而會得到廣泛的應用，並推動自動化相關行業的發展。

『肆』 要求2000字論文現場匯流排或工業乙太網與工程發展史

工業乙太網就是用在工業上的乙太網，總的來說，乙太網是使用TCP/IP協議的。 在現場匯流排協議當中，為了提高傳輸效率，一般只定義七曾協議中的物理層、數據鏈層和應用層。為與乙太網融合，通常在數據包前加入IP地址，並通過TCP來進行數據傳輸。 其實乙太網就是現場匯流排，就好比匯流排的各種協議一樣。工業乙太網擁有的優勢是： 1、可以滿足控制系統各個層次的要求，使企業信息網路與控制網路得以統一； 2、設備成本下降，乙太網卡的價格是匯流排網路借口卡的1/10； 3、乙太網很容易和Internet集成； 採用乙太網作為現場匯流排，擁有速度快、開發技術支持廣泛（Java、VC、VB等）、硬體升級范圍廣而且價格低廉的優勢

『伍』 求現場匯流排應用論文 有關PROFIBUS 或者can匯流排方面，材料也行。郵箱[email protected] 速度

我給你·can匯流排方面

『陸』 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。

『柒』 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。

『捌』 論文題目《基於現場匯流排的變頻傳動系統》，大家幫忙找找材料！

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『玖』 基金會現場匯流排的應用場合有哪些

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