大學方案(設計方案)譯文部分套用格式

1、院系：控制與計算機工程學院專業(yè)班級：實驗自10學生姓名：馬凱指導教師：陸會明學號： 1101190210譯文成績：華北電力大學畢業(yè)設計（論文）譯文部分原文著作（期刊）名稱：Foundation Fieldbus Overview作者：原文出版單位：NATIONAL INSTRUMENTS原文出版時間：2007 年 4 月原文出版地點：美國基金會現(xiàn)場總線概述什么是現(xiàn)場總線？本章給出了基金會現(xiàn)場總線的簡短概述，并介紹基金會現(xiàn)場總線網(wǎng)絡的各個部分。請參閱術語表了解跟多的現(xiàn)場總線術語和概念。通常術語“現(xiàn)場總線”是指連接到現(xiàn)場設備的任何總線。這包括基金會現(xiàn)場總線， NI-CAN總線， DNET總線，和

2、Profibus總線。在本手冊中，術語“現(xiàn)場總線”具體是指基金會現(xiàn)場總線。相關文檔常用現(xiàn)場總線網(wǎng)站? 現(xiàn)場總線基金會負責定義基金會現(xiàn)場總線規(guī)范。? Relcom, Inc. 為 基 金 會 現(xiàn) 場 總 線 設 備 的 連 接 和 測 試 。? Fieldbus, Inc.設備開發(fā)商和基金會現(xiàn)場總線咨詢。 現(xiàn)場總線系統(tǒng)的開發(fā)文檔? 現(xiàn)場總線基金會的資源 接線和安裝 31.25 kbit / s的電壓模塊， Wire Medium? Relcom的公司現(xiàn)場總線網(wǎng)絡資源 布線設計和安裝指南 在線教程1 常問問題 樣本現(xiàn)場總線拓撲? 現(xiàn)場總線標準，適用于工業(yè)控制系統(tǒng)，第2 部分，現(xiàn)場總線設備開發(fā)文檔?

3、 如何開 發(fā)你的第 一個 基金會現(xiàn) 場總 線設 備 ，可 參照 Fieldbus, Inc. 網(wǎng)站? 基金會現(xiàn)場總線規(guī)范 : HSE 為基金會現(xiàn)場總線設計的規(guī)范HSE物理層規(guī)范? 基金會現(xiàn)場總線規(guī)范 : 31.25 kbit / s的物理層配置文件的基金會現(xiàn)場總線物理層規(guī)范? 基金會現(xiàn)場總線規(guī)范功能塊的應用過方法，第1 部分? 基金會現(xiàn)場總線規(guī)范功能塊的應用過方法，第2 部分? 基金會現(xiàn)場總線規(guī)范的系統(tǒng)架構? IEC 標準 1158-2 和 ISA 標準 ISA S50.02現(xiàn)場總線基金會現(xiàn)場總線基金會是制定基金會現(xiàn)場總線規(guī)范和認證產(chǎn)品是否兼容此規(guī)范的組織?；饡F(xiàn)場總線標準規(guī)定了將新設備加入

4、網(wǎng)絡，設置設備，配置設備的方法。任何公司以適當?shù)馁Y源可以制造基金會現(xiàn)場總線設備（如果它通過了一致性測試），而且能與所有其他經(jīng)過認證的基金會現(xiàn)場總線設備和軟件一起工作?，F(xiàn)場總線基金會的宗旨是，基于現(xiàn)有的標準和其他經(jīng)驗證的技術，幫助那些由強大的工業(yè)網(wǎng)絡生產(chǎn)的產(chǎn)品，并且規(guī)范這些資源的使用。基金會現(xiàn)場總線是一個開放的標準，它允許您使用來自不同廠商的基金會現(xiàn)場總線產(chǎn)品。如需了解更多現(xiàn)場總線基金會的信息 ，請訪問網(wǎng)站?，F(xiàn)場總線的用途基金會現(xiàn)場總線被用于過程控制和監(jiān)控。過程控制是指連續(xù)的過程，如流量控制，溫度 控制和液位控制。這些類型的過程通常被用于像煉油廠，化工廠，造紙廠的地方?；饡F(xiàn)場總線也可用于長距

5、離監(jiān)測?；饡F(xiàn)場總線實現(xiàn)了分布式控制，這意味著控制是通過設備而不是由監(jiān)控計算機。輸入，輸出，和過程控制裝置配置在現(xiàn)場總線網(wǎng)絡，并能獨立的運行計算機系統(tǒng)。美國國際儀器公司的基金會現(xiàn)場總線產(chǎn)品可用于創(chuàng)建一個基金會現(xiàn)場總線系統(tǒng)。例如，美國國際儀器公司不生產(chǎn)閥門或壓力變送器，但通過美國國際儀器公司的工具，你可2以使第三方廠家的閥門和壓力變送器通過基金會現(xiàn)場總線網(wǎng)絡一起工作，來實現(xiàn)一個罐中的液位控制。你可 以使 用NationalInstrumentsLookout軟 件， 與NationalInstrumentsFoundation Fieldbus面板來為所得到的控制系統(tǒng)開發(fā)人機界面（HMI）。通

6、過NI-FBUSCommunications Manger 或 NI-FBUS Configurator 軟件，你也可以用 OPC連接到支持 OPC 的第三方軟件程序包?，F(xiàn)場總線網(wǎng)絡基金會現(xiàn)場總線是一種全數(shù)字化，雙向，多站的通信系統(tǒng)，并使控制算法在儀表中實現(xiàn)?；饡F(xiàn)場總線是一個為基金會現(xiàn)場總線設備，包括過程控制傳感器，執(zhí)行器和控制裝置，建立的局域網(wǎng)。使用美國國際儀器FP-3000 基金會現(xiàn)場總線設備，你可以你可以連接傳統(tǒng)的4-20mA 設備到你的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡?；饡F(xiàn)場總線支持數(shù)字數(shù)據(jù)和許多類型的編碼信號。不同于傳統(tǒng)的系統(tǒng)，每個設備需要一組導線，多個現(xiàn)場總線設備可以連接到同一組導線上?；饡?/p>

7、現(xiàn)場總線，通過提供一個標準網(wǎng)絡來連接系統(tǒng)和設備，克服了一些封閉網(wǎng)絡的缺點。一個簡單的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡設置如圖1-1 。3基金會現(xiàn)場總線通訊協(xié)議基金會現(xiàn)場總線有兩種通信協(xié)議：H1和 HSE。 首先， H1協(xié)議，傳輸速率 31.25 KB/ s，用于連接現(xiàn)場設備。第二個協(xié)議，高速以太網(wǎng)（HSE），使用 10 或 100 Mbps 以太網(wǎng)作為物理層，并提供一個高速骨干網(wǎng)作為網(wǎng)絡。H1 是一種全數(shù)字，串行，雙向通信速率為31.25 kbit / s，連接現(xiàn)場設備，如傳感器，執(zhí)行器和控制器的系統(tǒng)。H1 是一個設備局域網(wǎng)（ LAN），這些設備用于過程和制造自動化，通過內(nèi)置功能，在網(wǎng)絡上分發(fā)控制應用。HSE是基

8、于 10/100 Mbps的標準以太網(wǎng) / IP / TCP/ UDP協(xié)議和支持相同的函數(shù)為H1，但在更高的帶寬（ 10/100 Mbps ）的。其移動數(shù)據(jù)，實現(xiàn)固有的基金會現(xiàn)場總線功能，和發(fā)布 / 訂閱的巨大能力，能適應全廠范圍的過程工業(yè)?；饡F(xiàn)場總線網(wǎng)絡可以由一個或多個這樣相互連接的部分組成。HSE子網(wǎng)可以使用各種市售的互連設備，如集線器，交換機，網(wǎng)橋，路由器和防火墻。H1鏈路只是通過基金會現(xiàn)場總線H1數(shù)據(jù)鏈路網(wǎng)橋在物理上的連接。HSE到 H1的互連由基金會現(xiàn)場總線鏈接設備進行。一個典型的網(wǎng)絡拓撲結構有計算機之間的HSE連接，和設備之間的運行比較慢的 H1 鏈路（31.25 Kbps）。

9、為 HSE協(xié)議設計的設備可以直接連在 HSE 網(wǎng)絡上。大多數(shù)設備的設計是使用這一個或其他的協(xié)議。 H1和 HSE是被特意設計為互補的網(wǎng)絡。H1是為了充分利用傳統(tǒng)過程控制應用， 而 HSE，它采用低成本的商用現(xiàn)貨供應 （COTS）以太網(wǎng)設備，是專為高性能的控制應用和工廠信息整合而設計?；旌螲1 / HSE 的現(xiàn)場總線解決方案，允許基本的和先進的過程控制進行整合，以及混合/ 批量 / 離散控制系統(tǒng)，具有較高的水平，監(jiān)控的應用。 H1/HSE混合系統(tǒng)，通過移除多余的I/O 轉換設備，控制器，傳感網(wǎng)絡和網(wǎng)關，成為企業(yè)最佳業(yè)績的關鍵。這種扁平的，集成的架構增加了工廠的正常運行時間（通過改進的診斷方法和操

10、作員信息），提高了性能（ COTS以太網(wǎng)），降低了成本（ COTS和較少的整體設備） ?；饡F(xiàn)場總線的概念這一部分討論 H1 現(xiàn)場總線結構的基本概念H1 的概念現(xiàn)場總線網(wǎng)絡中有六大概念：鏈接，儀器，功能塊和參數(shù)，聯(lián)系，循環(huán)，和時間表。鏈接一個基金會現(xiàn)場總線網(wǎng)絡是由通過串行總線連接的設備組成。此串行總線被稱為鏈接（也稱為一個段）。一個現(xiàn)場總線網(wǎng)絡由一個或多個鏈接組成。每個鏈路配置了唯一的鏈4接標識符。現(xiàn)場總線網(wǎng)絡上的每個鏈路連接的物理設備。該設備可以是現(xiàn)場設備（溫度變送器，閥門等）或主機設備（個人計算機，分布式控制系統(tǒng)）。每個物理設備都配置了物理設備標簽，一個地址，和一個設備ID 。在一個現(xiàn)場

11、總線系統(tǒng)中，每個物理設備標簽必須是唯一的，其地址在鏈路中必須是唯一的。每個設備制造商分配的設備ID 是唯一的。圖 1-2 顯示了一個現(xiàn)場總線H1 網(wǎng)絡的鏈接。設備設備由一個字符串名稱或標簽唯一標識在現(xiàn)場總線網(wǎng)絡上。該字符或標簽通常描述的是設備的類型。在一個現(xiàn)場總線網(wǎng)絡中，每個設備有唯一的設備標簽。另一種標識設備唯一性的工具是設備 ID，其中包括每個設備特有的序列號。 該設備 ID 是由設備制造商分配，你無法配置它。在一個 H1 現(xiàn)場總線網(wǎng)絡中有三種設備：鏈路主站，基礎儀器，和H1 網(wǎng)橋。?鏈路主站一個鏈路主站設備能通過調(diào)度網(wǎng)絡上的通信控制一條鏈路上的通信。每一個現(xiàn)場總線網(wǎng)絡至少需要一個鏈路主機

12、功能的設備。鏈路主站可以是PC 上的一個接口電路板，一個分布式控制系統(tǒng)，或任何其它設備，如閥門或壓力轉換器。鏈路主站不一定是單獨的設備，他們可以有I / O功能（例如，你可以買具有或不具有鏈路主站功能溫的度變送器）。美國國際儀器基金會現(xiàn)場總線借口主板就是一個鏈路主站設備。由于總線有鏈路主站， 現(xiàn)場總線可以運行獨立的計算機系統(tǒng)。鏈路主站具有處理能力，并能夠控制總線。當你將配置下載到設備后，即使監(jiān)控計算機斷開，你的控制回路也可以繼續(xù)運行。5所有鏈路主站在下載時收到相同的信息，但只有一個鏈路主站會在給定時間主動控制總線。正在控制總線的鏈路主站被稱為鏈路活動調(diào)度器（LAS）。如果當前鏈路活動調(diào)度失敗，

13、下一個鏈路主機將立刻接管，并在先前鏈路活動調(diào)度失敗的地方開始控制總線通信。因此，無需特殊配置就能實現(xiàn)冗余。鏈路活動調(diào)度器依據(jù)時間表下載， 并且其他的鏈路主站正在配置過程。 在適當?shù)臅r候，它發(fā)送命令到其它設備，告訴他們何時廣播數(shù)據(jù)。鏈路活動調(diào)度器還發(fā)出時間信息，并授權給設備允許他們不定期的（無環(huán)）廣播消息，如報警和事件，維護和診斷信息，程序調(diào)用，許可條件和聯(lián)鎖裝置，顯示趨勢信息，和配置信息。? 基本設備基本設備是一種不能夠調(diào)度通信的裝置。基本設備不能成為鏈接活動調(diào)度器。? H1 網(wǎng)橋網(wǎng)橋接設備把鏈路連接成一個生成樹。他們通常是鏈路主站，或鏈路活動調(diào)度器。一個 H1 網(wǎng)橋就是連接到多個 H1鏈路的

14、設備，其數(shù)據(jù)鏈路層能在鏈路之間進行轉發(fā)和重發(fā)功能。注意： 請注意網(wǎng)橋和網(wǎng)關之間的區(qū)別。網(wǎng)橋連接網(wǎng)絡中不同的速率或物理層，而網(wǎng)關連接網(wǎng)絡的不同的通信協(xié)議。功能塊和參數(shù)功能塊和參數(shù)在第二章的功能塊部分詳述6鏈接要用于控制過程的功能塊必須相連鏈接，或通過配置對象內(nèi)的連接裝置鏈接。這些聯(lián)系讓你的數(shù)據(jù)從一個功能塊發(fā)送到另一個。一個鏈接和連接不同。連接是只是通過物理連線將儀器聯(lián)系到現(xiàn)場總線網(wǎng)絡上，鏈接是邏輯聯(lián)系，聯(lián)系兩個功能塊。更多關于鏈接的信息，請參閱 2章的對象部分，基金會現(xiàn)場總線技術和層?；芈芬粋€回路周期（或控制）是一組功能塊通過鏈接聯(lián)系執(zhí)行配置的速率。每一個功能塊在執(zhí)行配置速率和數(shù)據(jù)在功能塊和配置

15、速率之間移動。圖 1-4 顯示控制周期中的一個例子。多回路一個鏈路上可能有多個運行速率不同的回路圖 1-5 給出了一個多回路周期的例子7即使多個回路的運行速率不同，它們也能通過鏈接互相傳遞數(shù)據(jù)。圖 16表示了兩個回路的鏈接的例子一個鏈路上所有的回路運行在一個大回路中。大回路所有回路周期數(shù)是給定鏈路上的最小公倍數(shù)。比如，圖1 6的大回路周期是 1秒HSE 概念本節(jié)討論的 HSE結構的概念。 HSE網(wǎng)絡有四個概念部分： HSE設備， HSE現(xiàn)場設備，連接設備和I / O 網(wǎng)關設備。HSE 設備一個 HSE 設備使任何基金會現(xiàn)場總線設備類型直接連接到 HSE媒體。所有 HSE器件都包含一個 FDA的代理，一個 HSE SMK（系統(tǒng)管理內(nèi)核），以及一個 HSE NMA（網(wǎng)絡管理代理）的虛擬現(xiàn)場設備（ VFD）。例如包