PROFIBUS、WORLDFIP和FF總線技術(shù)介紹
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PROFIBUS、WORLDFIP和FF是當(dāng)前工業(yè)控制領(lǐng)域中，特別是過程控制領(lǐng)域中使用比較廣泛的3種工業(yè)控制現(xiàn)場總線。PROFIBUS、WORLDFIP是兩種應(yīng)用得比較早、技術(shù)成熟、覆蓋面廣的現(xiàn)場總線技術(shù)，并且各有自己的技術(shù)協(xié)會和用戶協(xié)會。FF(基金會現(xiàn)場總線)則是1992年由國際上幾百個制造商和用戶共同發(fā)起的國際標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線技術(shù)，目前正在逐步成為一種國際標(biāo)準(zhǔn)，但由于出現(xiàn)得比較晚，只有幾家具有實力的公司在1998年開發(fā)出了符合FF規(guī)范的產(chǎn)品和系統(tǒng)。
PROFIBUS簡介
PROFIBUS是在歐洲工業(yè)界得到應(yīng)用的一個現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。其基本行規(guī)標(biāo)準(zhǔn)是在德國政府的支持下，由ABB、HoneyWell、Bosch、Siemens、FZIKaRLSRUhe等近20家公司，從1987～1990年，花費了4a的時間研究制訂的，這個行規(guī)標(biāo)準(zhǔn)就是目前的DIN19245。應(yīng)用領(lǐng)域包括加工制造、過程控制、建筑自動化。自1991年推出后，目前已經(jīng)發(fā)展得比較完善，并已生產(chǎn)出用于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的專用集成電路。
PROFIBUS實際上是一種應(yīng)用類的系統(tǒng)框架。其基本技術(shù)特點如下。
1．分為通用性自動化(FMS)、工廠自動化(DP)和過程控制自動化(PA)3個系列。
2．設(shè)備之間的通信采用主從方式；結(jié)構(gòu)采用OSI參考模型中的物理、數(shù)據(jù)鏈路和應(yīng)用的3層結(jié)構(gòu)。
3．標(biāo)準(zhǔn)采用EN50170；其接口標(biāo)準(zhǔn)，PA采用IEC1158?2，F(xiàn)MS和DP采用RS485。
4．信號線可用設(shè)備電源線。
5．每條總線區(qū)段可連接32個設(shè)備，不同區(qū)段用中繼器連接。
6．傳輸速率可在9.6kB/S～12MB/S間選擇。
7．傳輸介質(zhì)可以用金屬雙絞線或光纖。
8．提供通用的功能模塊管理規(guī)范。
9．在一定范圍內(nèi)可實現(xiàn)互操作。
10．沒有統(tǒng)一的設(shè)備描述語言(DDL)和DDL支持。
11．提供系統(tǒng)通信管理軟件(包括波形識別、速率識別和協(xié)議識別等功能)。
12．提供244B報文格式，提供通信接口的故障安全模式(當(dāng)IO故障時輸出全為零)。
WORLDFIP簡介
WORLDFIP是法國FIP公司在1988年最先推出的現(xiàn)場總線技術(shù)。實際上，WORLDFIP最早提供了現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)，使現(xiàn)場總線系統(tǒng)初步具有了信息化的技術(shù)特征。
與PROFIBUS不同，WORLDFIP在全系統(tǒng)采用統(tǒng)一的通信協(xié)議和進程協(xié)議，以滿足控制和儀器系統(tǒng)對實時和背景信息傳遞的需要。
WORLDFIP的基本技術(shù)特點如下。
系統(tǒng)內(nèi)部采用統(tǒng)一的通信協(xié)議。
實現(xiàn)了OSI參考模型中的物理、數(shù)據(jù)鏈路和應(yīng)用3層結(jié)構(gòu)。
符合IEC1158.2的總線邏輯和令牌方式。
4．使用光纖時數(shù)據(jù)傳輸速率為5MB/S；使用雙絞線時數(shù)據(jù)傳輸速率為31.25kB/S，1MB/S和2.5MB/S，其通信距離與速率的關(guān)系見表1。
5．每段可連接32個設(shè)備節(jié)點，最多可連接4段。
6．可選容余通信線路。
7．支持分時變量和消息，具有64000個區(qū)分標(biāo)志。
8．變量長度為2B～127B；消息長度為256B。
9．支持制造商消息服務(wù)(MMS)，最大消息長度可達64kB。
10．沒有提供DDL，互操作性依賴與生產(chǎn)廠家協(xié)會作出的行業(yè)規(guī)定。
?。常瓼F簡介
FF是基金會現(xiàn)場總線，是成立于1992年的國際現(xiàn)場總線基金會提出的一個現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。目前幾乎所有系統(tǒng)集成制造商、儀器儀表制造商均開始向FF靠攏。
FF的一般特點
具有適合工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用的通信規(guī)范和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。
采用單一串行線上連接多個設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)連接方法，1條總線最多可連接32臺設(shè)備。
通信介質(zhì)可以是金屬雙絞線、同軸電纜、動力線或光纖。
通信信號可以采用10mA電流方式，也可以采用電壓方式。
通信線路可用設(shè)備的供電線路。
具有比較完備的工業(yè)設(shè)備描述語言。
采用虛擬設(shè)備的概念實現(xiàn)設(shè)備的模塊化處理。
實現(xiàn)了開放式系統(tǒng)，在FF系統(tǒng)內(nèi)，不同廠家的產(chǎn)品具有互操作性。
提供了比較完善的系統(tǒng)測試手段和方法。可以說，F(xiàn)F是個生命力強大的現(xiàn)場總線。
?。玻瓼F的技術(shù)內(nèi)容
符合OSI參考模型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)規(guī)范(見圖1)。
符合國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的通信系統(tǒng)規(guī)范。
符合國際通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備描述規(guī)范和設(shè)備描述語言DDL
符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)本質(zhì)安全規(guī)范。
FF的體系結(jié)構(gòu)FF提供的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。從圖中可以看出FF結(jié)構(gòu)只采用了OSI參考模型7層中的3層，而FF提供的技術(shù)是通信棧技術(shù)，覆蓋了除物理層以外的其它各層，這樣做的目的是提高通信速度。
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