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基金會現場總線主要技術

現場總線將向著開放系統、統一的標準方向發展這是必然的趨勢,現場總線基金會(Fieldbus Foundation)于1996年第一季度頒布了低速總線H1標準,安裝了示范系統,這一系統將不同廠商的符合FF協議的儀表互連為控制系統和通信系統,使H1標準開始進入實用階段。因此本論文將對基金會現場總線這一在過程自動化領域得到廣泛支持和具有良好發展前景的技術做重點介紹。

基金會現場總線的最大特色就在于它不僅僅是一種總線,而且是一個系統。是網絡系統,也是自動化系統。它作為新型自動化系統,區別于以前各種自動化系統的特征就在于它所具有的開放型數字通信能力,它使自動化系統具備了網絡化特征,而它作為一種通信網絡,有別于其它網絡系統的特征則在于它位于工業生產現場,其網絡通信是圍繞完成各種自動化任務進行的。

基金會現場總線圍繞工廠底層網絡和全分布自動化系統這兩個方面形成了它的技術特色。其主要技術內容有:

1基金會現場總線的通信技術。它包括基金會現場總線的通信模型、通信協議、通信控制芯片、通信網絡與系統管理等內容。它涉及一系列與網絡相關的硬、軟件,如通信棧軟件,被稱之為圓卡的儀表用通信接口卡,FF與計算機的接口卡,各種網關、網橋、中繼器等。它是現場總線的核心基礎技術之一。

2標準化功能模塊(FB, Function Block)與功能塊應用進程(FBAP, Function Block Application Process)。它提供一個通用結構,把實現控制系統所需的各種功能劃分為功能模塊,使其公共特征標準化,規定它們各自的輸入、輸出、算法、事件、參數與控制圖,并把它們組成為可在某個現場設備中執行的應用進程。便于實現不同制造商產品的混合組態與調用。功能塊的通用結構是實現開放系統構架的基礎,也是實現各種網絡功能與自動化功能的基礎。

3)設備描述(DD, Device Description)與設備描述語言(DDL, Device Description Language)。為實現現場總線設備的互操作性,支持標準的功能塊操作,基金會現場總線采用了設備描述技術。設備描述為控制系統理解來自現場設備的數據意義提供必需的信息,因而也可以看作控制系統或主機對某個設備的驅動程序,即設備描述是設備驅動的基礎,設備描述語言是一種用以進行設備描述的標準語言。

4現場總線通信控制器與智能儀表或工業控制計算機之間的接口技術。在現場總線的產品開中,常采用OEM集成方法構成新產品。已有多家供應商向市場提供FF集成通信控制芯片、通信棧軟件、圓卡等。把這些部件與其他供應商開發的、或自行開發的、完成測量控制功能的部件集成起來,組成現場智能設備的新產品。

5系統集成技術。它包括通信系統與控制系統的集成,如通信系統的組態、網絡拓撲、配線、網絡系統管理、控制系統組態、人機接口、系統管理維護等。這是一項集控制、通信、計算機、網絡等多方面的知識,集軟硬件于一體的綜合性技術。

6系統測試技術。系統測試技術包括通信系統的一致性與互操作性測試技術、總線監聽分析技術、系統的功能和性能測試技術。一致性與互操作性測試是為保證系統的開放性而采取的重要措施。一般要經授權過的第三方認證機構作專門測試,驗證符合統一的技術規范后,將測試結果交基金會登記注冊,授予FF標志。只有具備了FF標志的現場總線產品,才是真正的FF產品,其通信的一致性與系統的開放性才有保障。有時,對由具有FF標志的現場設備所組成的實際系統,還需進一步進行互操作性測試和功能性能測試,以保證系統的正常運轉,并達到所要求的性能指標。

 

 

 

                                                                                                                基金會現在總線:www.gawmhl.tw

                                                                                                                                                                   

 

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