FF现场总线
2024-05-18 14:14
1. FF现场总线
一、使用范围
根据国际电工委员会IEC61158标准的定义，现场总线是指安装在制造过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间数字式、串行、多点通信的数据总线。连接现场设备的通信介质有很多种，每一种通信介质由于它们各自不同的性能特点，使得他们对诸如数据传输速率、通信距离、数据传输的可靠性、成本和安装维护的难易度等方面均有很大的影响。现场总线系统通信介质主要有总线电缆、微波、红外线等，其中最常用、最稳定的就是总线电缆。
本产品适用于工厂基层现场环境中的过程自动化控制及测量设备间的连接线，用以构建一种开放、分散的数字化现场总线式通信系统。适合在室内、室外、潮湿或干燥的环境中安装在电缆桥（托）架，管道内使用。
二、生产工艺：
非铠装式：
三层共挤物理发泡皮-泡-皮FPE绝缘（高密度发泡），双层屏蔽+镀锡TC导体，阻燃橙色防紫外线外护套，双绞式A 型总线电缆；
铠装式：
三层共挤物理发泡皮-泡-皮FPE绝缘（高密度发泡），双层屏蔽+镀锡TC导体，双层护套（阻燃防紫外线），镀锌钢丝缠绕式或编织式铠装，双绞式A型总线电缆
三、电气指标
1、工作电容（1kHZ）：
芯与芯≤60PF/M，芯与屏蔽≤110PF/M
2、对屏蔽不平衡电容（1kHZ）：
对屏蔽不平衡电容≤2000PF/KM
3、特性阻抗(31.25kHZ)
特性阻抗100±20Ω
4、衰减(20℃，39kHz)
电缆信号传输过程中衰减值最大3.0dB/km
5、传输距离
物理发泡A型总线电缆最大传输距离为1900米
四、产品优点
总体设计出的A型FF现场总线电缆具有阻燃、衰减低、传输距离长、抗干扰性能优越，柔软性，易于使用等特点，完全满足了IEC61158标准对现场总线电缆设计规范的要求。
五、型号及规格
产品名称
产品型号
产品规格
备注
非铠装 FF系统专用A型现场总线电缆
FFAZH1X24A
1*2*24AWG
非铠装
FFAZH2X24A
2*2*24AWG
FFAZH3X24A
3*2*24AWG
FFAZH4X24A
4*2*24AWG
FFAZH1X22A
1*2*22AWG
FFAZH2X22A
2*2*22AWG
FFAZH3X22A
3*2*22AWG
FFAZH4X22A
4*2*22AWG
FFAZH1X18A
1*2*18AWG
最常用规格
非铠装
FFAZH2X18A
2*2*18AWG
FFAZH3X18A
3*2*18AWG
FFAZH4X18A
4*2*18AWG
FFAZH1X17A
1*2*17AWG
非铠装
FFAZH2X17A
2*2*17AWG
FFAZH3X17A
3*2*17AWG
FFAZH4X17A
4*2*17AWG
FFAZH1X15A
1*2*15AWG
非铠装
FFAZH2X15A
2*2*15AWG
FFAZH3X15A
3*2*15AWG
FFAZH4X15A
4*2*15AWG
产品名称
产品型号
产品规格
备注
铠 装 FF系统专用A型现场总线电缆
FFAZHKZ1X24A
1*2*24AWG
铠装型
FFAZHKZ2X24A
2*2*24AWG
FFAZHKZ3X24A
3*2*24AWG
FFAZHKZ4X24A
4*2*24AWG
FFAZHKZ1X22A
1*2*22AWG
铠装型
FFAZHKZ2X22A
2*2*22AWG
FFAZHKZ3X22A
3*2*22AWG
FFAZHKZ4X22A
4*2*22AWG
FFAZHKZ1X18A
1*2*18AWG
最常用规格
铠装型
FFAZHKZ2X18A
2*2*18AWG
FFAZHKZ3X18A
3*2*18AWG
FFAZHKZ4X18A
4*2*18AWG
FFAZHKZ1X17A
1*2*17AWG
铠装型
FFAZHKZ2X17A
2*2*17AWG
FFAZHKZ3X17A
3*2*17AWG
FFAZHKZ4X17A
4*2*17AWG
FFAZHKZ1X15A
1*2*15AWG
铠装型
FFAZHKZ2X15A
2*2*15AWG
FFAZHKZ3X15A
3*2*15AWG
FFAZHKZ4X15A
4*2*15AWG
2. HART、FF协议的具体内容是什么?
1。HART(Highway Addressable Remote Transducer)，可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议，是美国Rosement公司于1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。 HART装置提供具有相对低的带宽，适度响应时间的通信，经过10多年的发展，HART技术在国外已经十分成熟，并已成为全球智能仪表的工业标准。 HART协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号，在低频的4-20mA模拟信号上叠加幅度为0.5mA的音频数字信号进行双向数字通讯，数据传输率为1.2Mbps。由于FSK信号的平均值为0，不影响传送给控制系统模拟信号的大小，保证了与现有模拟系统的兼容性。在HART协议通信中主要的变量和控制信息由4-20mA传送，在需要的情况下，另外的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过HART协议访问。 HART通信采用的是半双工的通信方式，其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信，属于模拟系统向数字系统转变过程中过渡性产品，因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力，得到了较快发展。HART 规定了一系列命令，按命令方式工作。它有三类命令，第一类称为通用命令，这是所有设备都理解、都执行的命令；第二类称为一般行为命令，所提供的功能可以在许多现场设备（尽管不是全部）中实现，这类命令包括最常用的的现场设备的功能库；第三类称为特殊设备命令，以便于工作在某些设备中实现特殊功能，这类命令既可以在基金会中开放使用，又可以为开发此命令的公司所独有。在一个现场设备中通常可发现同时存在这三类命令。 HART采用统一的设备描述语言DDL。现场设备开发商采用这种标准语言来描述设备特性，由HART基金会负责登记管理这些设备描述并把它们编为设备描述字典，主设备运用DDL技术来理解这些设备的特性参数而不必为这些设备开发专用接口。但由于这种模拟数字混合信号制，导致难以开发出一种能满足各公司要求的通信接口芯片。HART能利用总线供电，可满足本质安全防爆要求，并可组成由手持编程器与管理系统主机作为主设备的双主设备系统。 2。基金会现场总线，即FoudationFieldbus,简称FF。它以ISO/OSI开放系统互连模型为基础，取其物理层、数据链路层、应用层为FF通信模型的相应层次，并在应用层上增加了用户层。 基金会现场总线分低速H1和高速H2两种通信速率。H1的传输速率为 3125Kbps,通信距离可达 1900m (可加中继器延长),可支持总线供电，支持本质安全防爆环境。H2的传输速率为 1Mbps和 2.5Mbps两种，其通信距离为750m和500m。物理传输介质可支持比绞线、光缆和无线发射，协议符合IEC1158-2标准。其物理媒介的传输信号采用曼彻斯特编码，每位发送数据的中心位置或是正跳变，或是负跳变。正跳变代表0，负跳变代表1，从而使串行数据位流中具有足够的定位信息，以保持发送双方的时间同步。接收方既可根据跳变的极性来判断数据的“1”、“0”状态，也可根据数据的中心位置精确定位。
3. 什么是FF总线?
基金会现场总线，即FoudationFieldbus,简称FF。它以ISO/OSI开放系统互连模型为基础，取其物理层、数据链路层、应用层为FF通信模型的相应层次，并在应用层上增加了用户层。 基金会现场总线分低速H1和高速H2两种通信速率。H1的传输速率为 3125Kbps,通信距离可达 1900m (可加中继器延长),可支持总线供电，支持本质安全防爆环境。H2的传输速率为 1Mbps和 2.5Mbps两种，其通信距离为750m和500m。物理传输介质可支持比绞线、光缆和无线发射，协议符合IEC1158-2标准。其物理媒介的传输信号采用曼彻斯特编码，每位发送数据的中心位置或是正跳变，或是负跳变。正跳变代表0，负跳变代表1，从而使串行数据位流中具有足够的定位信息，以保持发送双方的时间同步。接收方既可根据跳变的极性来判断数据的“1”、“0”状态，也可根据数据的中心位置精确定位。
4. 现场总线与通讯协议的关系
现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题 。可以理解为多个设备之间数据的“高速公路”。但随应用环境不同，又有很多的不同类型的总线。其中应用最为广泛的如PowerBUS总线、485总线、CAN总线。 而通讯协议又称通信规程，是指通信双方对数据传送控制的一种约定。约定中包括对数据格式，同步方式，传送速度，传送步骤，检纠错方式以及控制字符定义等问题做 出统一规定，通信双方必须共同遵守，它也叫做链路控制规程。可以理解为“高速公路”中的“交通规则”。当然这种规则也是多种多样的，其中应用最为广泛如modbus协议。
5. 如何将智能仪表的4-20mA或0-10V模拟信号和现场总线信号相互转换？
现场放个PLC做采集信号用 通过总线回传中控室
6. 什么是现场总线控制系统
现场总线控制系统（FCS）是信息数字化、控制分散化、系统开放化和设备间相互可操作的新一代自动化控制系统。它具有完全的开放性，在遵循统一的技术标准条件下，用户可以把不同品牌功能相同的产品集成在同一个控制系统内，构成一个集成的现场总线控制系统，在同一个系统内具有相同功能的不同产品之间能够进行自由的相互替换，使用户具有了自动化控制设备选择和集成的主动权。现场总线控制系统真正实现了现场设备智能化，彻底的控制分散化，使微灌控制系统功能不需要依赖控制中心的计算机或主控制装置，可以就近在现场完成控制功能，简化了系统结构，提高了可靠性和方便性。采用数字化通信，提高了信号传输的可靠性和精度，利用现场总线控制技术能够形成完全分散、全数字化的微灌控制网络。 现场总线技术顺应了当今自控技术发展的“智能化、数字化、信息化、网络化、分散化”的主流，使传统的控制系统无论在结构上还是在性能上都出现巨大的飞跃，是未来微灌应用自动控制技术发展的方向。但是现场总线控制系统目前还处在发展过程之中，现场总线控制的技术标准、现场总线仪表和控制设备的智能化等方面还不是十分完善，进入市场的成熟的智能化现场设备和仪表还不是很多，且与常规设备相比价格仍然较贵，因此目前在微灌领域的应用还处于初始阶段。
7. 设备类型的现场总线系统（FCS）
是全数字串行、双向通信系统。系统内测量和控制设备如探头、激励器和控制器可相互连接、监测和控制。在工厂网络的分级中，它既作为过程控制（如PLC，LC等）和应用智能仪表（如变频器、阀门、条码阅读器等）的局部网，又具有在网络上分布控制应用的内嵌功能。由于其广阔的应用前景，众多国外有实力的厂家竞相投入力量，进行产品开发。目前，国际上已知的现场总线类型有四十余种，比较典型的现场总线有：FF，Profibus，LON works，CAN，HART，CC-LINK等。
8. 现场总线的总线并存
世界上存在着大约四十余种现场总线，如法国的FIP，英国的ERA，德国西门子公司Siemens的ProfiBus，挪威的FINT，Echelon公司的LONWorks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemount公司的HART，CarloGavazzi公司的Dupline，丹麦ProcessData公司的P-net，PeterHans公司的F-Mux，以及ASI（ActraturSensorInterface），MODBus，SDS，Arcnet，国际标准组织-基金会现场总线FF：FieldBusFoundation，WorldFIP，BitBus，美国的DeviceNet与ControlNet等等。这些现场总线大都用于过程自动化、医药领域、加工制造、交通运输、国防、航天、农业和楼宇等领域，大概不到十种的总线占有80%左右的市场。工业总线网络可归为三类：485网络、HART网络、FieldBus现场总线网络。485网络：RS485/MODBUS是现在流行的一种工业组网方式，其特点是实施简单方便，而且支持RS485的仪表又特别多。仪表商也纷纷转而支持RS485/MODBUS，原因很简单， RS485的转换接口不仅便宜而且种类繁多。至少在低端市场上，RS485/MODBUS仍将是最主要的工业组网方式。HART网络：HART是由艾默生提出的一个过渡性总线标准，主要特征是在4-20毫安电流信号上面叠加数字信号，但该协议并未真正开放，要加入他的基金会才能拿到协议，而加入基金会要一定的费用。HART技术主要被国外几家大公司垄断，近些年国内也有公司在做，但还没有达到国外公司的水平。有很多智能仪表带有[HART圆卡]，支持HART通讯功能。但从国内情况来看，还没有真正用到这部分功能来进行设备联网监控，最多只是利用手操器对其进行参数设定。从长远来看，由于HART通信速率低、组网困难等原因，HART仪表的应用将呈下滑趋势。FieldBus现场总线网络：现场总线是当今自动化领域的热点技术之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现标志着自动化控制技术又一个新时代的开始。现场总线是连接控制现场的仪表与控制室内的控制装置的数字化、串行、多站通信的网络。其关键标志是能支持双向、多节点、总线式的全数字化通信。现场总线技术成为国际上自动化和仪器仪表发展的热点，它的出现使传统的控制系统结构产生了革命性的变化，使自控系统朝着“智能化、数字化、信息化、网络化、分散化”的方向进一步迈进，形成新型的网络通信的全分布式控制系统——现场总线控制系统FCS(Fieldbus Control System)。然而，现场总线还没有形成真正统一的标准，ProfiBus、CANbus、CC-Link等多种标准并行存在，并且都有自己的生存空间。何时统一，遥遥无期。支持现场总线的仪表种类还比较少，可供选择的余地小，价格又偏高，用量也较小。
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