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协议标准

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发表人:stian 发表时间:2002-7-9 9:41:00  

 

 本栏论题: FF现场总线产品介绍  [5898]

    现场总线产品介绍
    一、现场总线技术
    现场总线 (Fieldbus)是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。是基于现场对象的通信网络与控制系统的集成。它是九十年代刚刚兴起的新一代全分布式控制系统的核心技术。伴随着数字化时代的来临,现场总线控制系统(Fieldbus Control System, FCS)必将取代传统的DCS控制系统,而成为工业自动化的主流。
    现场总线控制系统(FCS)与传统DCS相比有如下优点:
    1. 全数字化
    在采用FCS的企业中,用于生产管理的局域网能够与用于自动控制的现场总线网络紧密衔接。此外,数字化信号固有的高精度、抗干扰特性也能提高控制系统的可靠性。
    2. 全分布
    在FCS中各现场设备有足够的自主性,它们彼此之间相互通信,完全可以把各种控制功能分散到各种设备中,而不再需要一个中央控制计算机,实现真正的分布式控制。
    3. 双向传输
    传统的DCS控制系统通常采用4~20mA电流信号,一条线只能传递一路信号。现场总线设备则在一条线上即可以向上传递传感器信号,也可以向下传递控制信息。
    4. 自诊断
    现场总线仪表本身具有自诊断功能,而且这种诊断信息可以送到中央控制室,以便于维护,而这在只能传递一路信号的传统仪表中是做不到的。
    5. 节省布线及控制室空间
    传统的DCS系统每个仪表都需要一条线连到中央控制室,在中央控制室装备一个大配线架。而在FCS系统中多台现场设备可串行连接在一条总线上,这样只需极少的线进入中央控制室,降低了成本。
    6. 多功能仪表
    数字、双向传输方式使得现场总线仪表可以摆脱传统仪表功能单一的制约,可以在一个仪表中集成多种功能,做成多变量变送器,甚至集检测、运算、控制与一体的变送控制器。
    7. 开放性
    1999年底现场总线协议已被IEC 批准正式成为国际标准,从而使现场总线成为一种开放的技术。
    8. 互操作性
    现场总线标准保证不同厂家的产品可以互操作,这样就可以在一个企业中由用户根据产品的性能、价格选用不同厂商的产品,集成在一起,避免了传统DCS系统中必须选用同一厂家的产品限制,促进了有效的竞争,降低了控制系统的成本。
    9. 智能化与自治性
    现场总线设备能处理各种参数、运行状态信息及故障信息,具有很高的智能,能在部件、甚至网络故障的情况下独立工作,大大提高了整个控制系统的可靠性和容错能力。
    现场总线技术对工业自动化系统的影响将是深远的。
   
    二、产品介绍
    1、 现场总线PC网卡——SIA_FF_PCA
    现场总线PC网卡——SIA_FF_PCA是FF现场总线控制系统的关键设备之一,起网络通信控制中心的作用。该网卡是基于ISA总线的PC插卡,与协议栈软件和底层接口函数一起完成上位机与现场总线之间的数据交换和通信控制。用于连接计算机与现场仪表。现场总线PC网卡对HMI及DCS应用提供标准的OPC接口,同时对于组态等特殊应用还提供低层的COM接口。
    本卡性能稳定可靠,可以完成FF协议(H1)现场总线通信控制的所有功能。即支持Basic设备,同时也支持Link Master主设备---(即具有链路调度功能)。
    2、 现场总线圆卡——SIA_FF_RS
    现场总线圆卡——SIA_FF_RS嵌入在现场
    或设备中,用于将现场仪表与现场总线网络相连,因其通常做成圆形,所以称其为圆卡。本卡是现场总线圆卡的本安型产品。
    3、 现场总线圆卡——SIA_FF_R
    现场总线圆卡——SIA_FF_R嵌入在现场仪表或设备中,用于将现场仪表与现场总线网络相连,因其通常做成圆形,所以称其为圆卡。本卡是现场总线圆卡的非本安型产品,含了将现场仪表与现场总线网络相连所需的所有软、硬件。
    4、 智能分布控制(FF)单元——SIA_FF_FP
     智能分布控制(FF)单元是基于FF(H1)现场总线的,用来完成过程自动化或制造自动化的现场设备互连的控制装置。由于FF协议现场总线在离散控制中缺乏有效的支持,尤其在改造老工业控制系统中,多种现场信号(模拟、数字、压力、温度、电流等)并存。因此,开发一种连接离散数据与FF协议现场总线的通道,同时保持传统的离散数据和过程控制中标准的4 ~ 20mA模拟仪表,以拓展FF协议现场总线的应用范围。尤其适合改造传统工业控制系统与构成先进的分布控制系统来对老企业进行改造。使老企业自动化系统直接进入现场总线时代。解决了分布控制系统中的低成本问题。
    智能分布控制单元具有如下特点:
    1) 将离散I/O模块无缝接入FF协议现场总线,且在总线中可以透明访问各I/O模块。
    2) 控制主站提供诊断和动态管理I/O模块的功能。
    3) 提供软PLC虚拟机,完成软PLC的运行。同时将编译的PLC原代码映射成柔性的现场总线功能块。符合IEC61131-3标准。
    4) 支持IO模块的热插拔和即插即用。
    5) 支持通过功能块的定义实现设备的冗余能力。
    6) 10~40Vdc供电。
    7) 特别适用于对老企业的改造,使老企业自动化系统直接进入现场总线时代。
    通过以上关键技术将现场离散信号,4~20mA模拟信号以及其它I/O信号透明地直接与现场总线设备通信。
    智能分布控制单元是基于FF协议(H1)的一个网络节点,这个节点由如下组成:
    1、 基于FF协议(H1)的控制主站;
    2、 通用IO端子底座;
    3、 IO模块(包括: AI、AO、DI、DO、RTD、PWM、TC、REALY等输入/输出模块);
    控制主站:
    控制主站是一个基于FF协议的智能网络通信装置。包括两个模块——控制、管理模块和通信模块,采用双CPU结构----现场总线通讯协议栈和控制、管理分别由各自的CPU完成。最大可以动态地控制、管理七个不同的I/O模块,完成分布式I/O控制。每个I/O模块具有8或16路输入/输出通道。它含有符合FF标准的各功能块(Function Block)。另外,还提供嵌入软PLC虚拟机(编程语言符合IEC61131-3标准)。完成软PLC的运行。通过主站模块将传统仪表映射成现场总线功能块。同时将编译的PLC原代码(梯形图等)映射成柔性现场总线功能块。将离散IO模块无缝接入FF协议现场总线,且在总线中可以透明访问各I/O模块。并具有FF协议现场总线的调度功能(LAS)。控制主站还提供诊断和自动配置功能、可以完成系统中各I/O模块的动态配置、即插即用及热插拔等操作。
   
    通用I/O端子底座:
    通用I/O端子底座是组成分布控制单元节点的基础,它完成主站与I/O模块之间的相互连接,构成节点内部数据传输的高速通道。并动态组织I/O模块的数据分配和地址分配。支持I/O模块的热插拔。
    I/O模块:
    I/O模块完成现场信号的采集和转换,每个I/O模块都支持热插拔及即插即用。每个I/O模块中都包括一个配置信息存储器(含有模块类型、通道数、序列号等信息)供主站控制管理时读取。每个模块可提供128个I/O地址范围。在组成系统时,主站模块地址由FF协议总线分配,而各模块地址由主站模块自动分配地址。一旦组成了系统,则每个I/O模块就分配了唯一的地址。各模块在网络中的地址为:主站模块地址 + I/O模块在主站模块中分配的地址。这样,各I/O模块在FF总线中将是透明的。当你重新安装任何一种I/O模块,都可以在带电情况下进行热交换(带电插拔)。而且都会自动地将模块的配置信息上载到主站。因此,你可以在系统运行期间,置换有故障的I/O模块,主站会自动地校验其新安装的模块是否与原模块兼容。如果兼容,则自动加入到主站配置信息中。整个过程不需用上位机干预,不会影响其它模块的正常运行。
    各种I/O模块的主要特征:
   
    AI(模拟输入模块):
     8通道电压和电流输入;
     12位分辨率;
     通道更新率(所用通道)<=5ms
     每通道输入范围软件可配置;
     自较准(利用板上电压基准)
     支持热插拔。
     输入输出隔离。
     输入范围:
    电流:+/-20mA
    电压:+/-1V、 +/-5V、+/-30V
    AO(模拟输出模块):
     8通道电流输出;
     12位分辨率;
     支持热插拔;
     输入输出隔离
     输出范围:0-20mA
    DI(数字输入模块):
     技术指标:
     8通道电压输
     支持热插拔
     输入输出隔离
     输入范围:10-30V
    DO(数字输出模块):
     8通道电压输出
     支持热插拔
     输入输出隔离
     外部电压:10-30V
     输出电压:10-30V
     通道电流:2A
     总电流:8A
    RELAY(继电器输出模块):
     8通道继电器SPST输出
     支持热插拔
     输入输出隔离
     外部电压:10-30V
     输出电压:10-30V
     通道电流:2A (250V交流或35V直流)
    PWM(脉宽调制输出模块):
     4或8通道PWM输出
     可编程占空比
     12位分辨率;
     周期:1ms至65.5s
     支持热插拔
     输入输出隔离
     外部电压:10-30V
     输出电压:10-30V
     通道电流:2A
     总电流:8A
    TC(热电耦输入模块)
     支持各种型号热电耦
     8通道热电耦输入
     16位分辨率;
     通道更新率(所用通道)<=1s
     软件可配置输入范围
     自较准(利用板上电压基准)
     50Hz噪声抑制
     支持热插拔
     输入输出隔离
   
    TC(热电阻输入模块)
     支持PT100及PT1000及0-400Ω和0-4000Ω电阻
     8通道热电阻输入
     16位分辨率;
     通道更新率(所用通道)<=1s
     软件可配置输入范围
     自较准(利用板上电压基准)
     50Hz噪声抑制
     支持热插拔
     输入输出隔离
   
    5、 智能分布控制(HSE)单元——SIA_HSE_FP
    为了解决FF(H1)协议对离散控制支持的不足,现场总线基金会在其FF(H1)协议的基础上,将以太网技术作为底层协议加入到现场总线协议中,构建了基于工业以太网的现场总线协议HSE。
    智能分布控制(HSE)单元是基于HSE工业以太网的,用来完成过程自动化或制造自动化的现场设备互连的控制装置。HSE工业以太网可以作为网络的主干,贯穿网络通信的两个层次:即管

以下是关于《FF现场总线产品介绍》论题的回复(共7篇)

回复人:帘卷西风 

 回复时间:2002-9-28 23:43:00

支持(615) | 反对(601)

 

    回复:FF现场总线产品介绍

    什么东东,不用国产货
    我只用PROFIBUS,和INTERBUS。
   
   
   

回复人:wenbinzhi 

 回复时间:2007-9-4 19:41:00

支持(731) | 反对(559)

 

    学习

回复人:bingcw 

 回复时间:2011-4-12 11:06:00

支持(458) | 反对(457)

 

    没有看懂啊,什么

回复人:Rechly 

 回复时间:2011-4-30 22:26:00

支持(426) | 反对(367)

 

    接触到这个

回复人:429226753 

 回复时间:2011-5-8 16:50:00

支持(440) | 反对(394)

 

回复人:oncenwp 

 回复时间:2013-9-26 14:26:00

支持(260) | 反对(296)

 

    路过

回复人:杭州双翌 

 回复时间:2017-6-29 15:50:00

支持(161) | 反对(126)

 

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