基金會現(xiàn)場總線第七章

基金會現(xiàn)場總線第七章第七講基金會現(xiàn)場總線*3第二代現(xiàn)場總線系統(tǒng)過程執(zhí)行(MES)控制(PAS)儀表商務(wù)(ERP)4層3層2層1層0層OPC數(shù)據(jù)服務(wù)器歷史趨勢數(shù)據(jù)庫信息網(wǎng)絡(luò)商務(wù)網(wǎng)絡(luò)控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)Fieldbus以太網(wǎng)以太網(wǎng)以太網(wǎng)FFFFOPC“web”“web”鏈路設(shè)備ISA-95*47.基金會現(xiàn)場總線FF7.1基金會現(xiàn)場總線FF概述7.2FF功能塊參數(shù)7.3FF的功能塊庫7.4FF的典型功能塊7.5功能塊在串級控制設(shè)計中的應(yīng)用7.6工業(yè)以太網(wǎng)*57.1基金會現(xiàn)場總線概述基金會現(xiàn)場總線是為了適應(yīng)自動化系統(tǒng)，特別是過程自動化系統(tǒng)，在功能、適應(yīng)條件與技術(shù)上的需要而專門設(shè)計的；協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)由現(xiàn)場總線基金會組織開發(fā)；得到世界上主要自動控制設(shè)備制造商的廣泛支持，具有很強的影響力；1996年頒布了低速總線H1的標(biāo)準(zhǔn)；2000年制定高速總線標(biāo)準(zhǔn)：高速以太網(wǎng)HSE (HighSpeedEthernet)*67.1基金會現(xiàn)場總線概述

----FF發(fā)展的簡單回顧前身是ISP和WorldFIP標(biāo)準(zhǔn);1994年，ISP和北美WorldFIP一起成立現(xiàn)場總線基金會，致力于開發(fā)國際統(tǒng)一的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)；1995年5月完成H1草案，1996年，

在MonsantoChocolateBayou完成H1示范工程，1998年注冊第一個H1現(xiàn)場總線產(chǎn)品。1998年3月5日董事會決定放棄原定1MHz和2.5MHz高速現(xiàn)場總線開發(fā)計劃。改為以100MHz以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的高速現(xiàn)場總線，稱為HSE（HighSpeedEthernet）。并與1999年公布了HSE規(guī)范草案。2001年6月注冊第一個HSE鏈路設(shè)備*72005年5月完成HSE和柔性功能塊示范工程2005年完成SIF（SafetyInstrumentedFunctions）協(xié)議2008年5月在殼牌公司（ShellGlobalSolutions）完成了SIF技術(shù)的示范工程。FF-H1網(wǎng)絡(luò)以ISO/OSI參考模型為基礎(chǔ)，取其物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層，并在應(yīng)用層上增加用戶層，構(gòu)成四層結(jié)構(gòu)的通信模型;FF-HSE采用基于Ethernet(IEEE802.3)和TCP/IP的六層結(jié)構(gòu)，主要用于制造業(yè)的自動化以及邏輯控制、批處理和高級控制等場合.*8FF-H1傳輸速率為31.25kbps，通信距離1.9km，支持總線供電和本質(zhì)安全防爆環(huán)境；支持總線供電支持本質(zhì)安全令牌總線訪問機制內(nèi)容廣泛的用戶層。*9基于以太網(wǎng)的高速部分HSE迎合了控制和儀器儀表最終用戶對可互操作性的、節(jié)約成本的、高速的現(xiàn)場總線解決方案的要求，充分利用低成本和商業(yè)可用的以太網(wǎng)技術(shù)，并以100Mbps到1Gbps或更高的速度運行支持所有的低速部分31.25kbps的功能，并支持H1設(shè)備與基于以太網(wǎng)的設(shè)備通過鏈接設(shè)備接口支持標(biāo)準(zhǔn)的基本功能塊所有或部分的HSE和設(shè)備可實現(xiàn)冗余，以適應(yīng)應(yīng)用中的容錯的需要*107.1.1基金會現(xiàn)場總線FF的主要技術(shù)----FF的主要技術(shù)內(nèi)容基金會現(xiàn)場總線的通信技術(shù)包括通信模型、通信協(xié)議、通信控制芯片、網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)管理。涉及一系列與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的軟硬件，例如通信棧軟件、圓卡（儀表用通信接口卡）、FF與計算機的接口卡、各種網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)橋、中繼器等。*11標(biāo)準(zhǔn)化功能塊FB與功能塊應(yīng)用進程FBAP；FF提供一個通用結(jié)構(gòu)，把實現(xiàn)控制系統(tǒng)所需的各種功能劃分為功能模塊，使其公共特征標(biāo)準(zhǔn)化，規(guī)定他們各自的輸入、輸出、算法、事件、參數(shù)和塊控制圖，并把它們組成為可在某個現(xiàn)場設(shè)備中執(zhí)行的應(yīng)用進程。便于實現(xiàn)不同制造商產(chǎn)品的混合組態(tài)與調(diào)用。功能塊的通用結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)開放系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)，也是實現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)功能與自動化功能的基礎(chǔ)。*12設(shè)備描述DD和設(shè)備描述語言DDL*13

----對象字典(OD)和設(shè)備描述(DD)同功能塊模型相連，用來支持功能塊，提供了設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)可見對象(例如功能塊和它們的參數(shù))的定義和描述；描述信息(如數(shù)據(jù)類型和長度)由設(shè)備應(yīng)用程序在對象字典(OD)中維護。OD包含一個應(yīng)用程序的每個網(wǎng)絡(luò)可見對象描述，并使這些信息可以在網(wǎng)絡(luò)上獲得；設(shè)備應(yīng)用程序的OD描述可以由機器可讀設(shè)備描述(DD)來提供，DD是用設(shè)備描述語言(DDL)寫成的。*14現(xiàn)場總線通信控制器與智能儀表或工業(yè)控制計算機之間的接口技術(shù)；

在現(xiàn)場總線的產(chǎn)品開發(fā)中，常采用OEM集成方法構(gòu)成新產(chǎn)品，即把FF集成通信控制芯片、通信棧軟件、圓卡等部件與完成測量控制功能的部件集成起來，組成現(xiàn)場設(shè)備。*15系統(tǒng)集成技術(shù)；

包括通信系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的集成。例如網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)組態(tài)、網(wǎng)絡(luò)拓撲、配線、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理、控制系統(tǒng)組態(tài)、人機接口、系統(tǒng)管理維護等。這是一項集控制、通信、計算機、網(wǎng)絡(luò)等多方面的知識和軟硬件于一體的綜合性技術(shù)。*16系統(tǒng)測試技術(shù)。

系統(tǒng)測試技術(shù)包括通信系統(tǒng)的一致性測試與互操作性測試技術(shù)，總線監(jiān)聽分析技術(shù)，系統(tǒng)的功能、性能測試等。*17PLC以太網(wǎng)交換機鏈路設(shè)備(LD)現(xiàn)場設(shè)備現(xiàn)場設(shè)備H1以太網(wǎng)現(xiàn)場設(shè)備7.1基金會現(xiàn)場總線概述

----FF的主要內(nèi)容FF連接示意圖*18通信模型的主要組成及其相互關(guān)系VCR虛擬通信關(guān)系7.1.2通信系統(tǒng)的組成及其相互關(guān)系*19

----網(wǎng)絡(luò)通信FF使用預(yù)先構(gòu)造好的信道在設(shè)備間傳輸信息，這些信息被稱為虛擬通信關(guān)系(Virtual

Communication

Relationship-VCR)定義了三類VCR：發(fā)布/訂閱VCR、報告分發(fā)VCR和客戶/服務(wù)器VCR；為支持VCR，F(xiàn)F定義了三層通信結(jié)構(gòu)：在物理層規(guī)定了信號是如何發(fā)送的；在數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)定了在設(shè)備中間網(wǎng)絡(luò)是如何被分享和調(diào)度的；在應(yīng)用層定義了應(yīng)用程序可以獲得的信息格式，這些信息有命令和響應(yīng)的交換、數(shù)據(jù)和事件信息7.1.2通信系統(tǒng)的組成及其相互關(guān)系*207.1.2通信系統(tǒng)的組成及其相互關(guān)系

----VCR類型*217.1.2通信系統(tǒng)的組成及其相互關(guān)系

----網(wǎng)絡(luò)管理為了在設(shè)備中能夠提供集成的第2－7層協(xié)議(通信棧協(xié)議)，并控制和監(jiān)視它們的操作，F(xiàn)F定義在每臺設(shè)備中都包含一個網(wǎng)絡(luò)管理代理(NMA);NMA提供支持組態(tài)管理、執(zhí)行管理和錯誤管理的能力；組態(tài)、執(zhí)行和錯誤信息包含于網(wǎng)絡(luò)管理信息庫(NMIB)中。*227.1.2通信系統(tǒng)的組成及其相互關(guān)系

----系統(tǒng)管理FF為每臺設(shè)備提供一個系統(tǒng)管理內(nèi)核(system

Management

Kernel-SMK)，負責(zé)維護信息和一個協(xié)調(diào)層，這個協(xié)調(diào)層為設(shè)備應(yīng)用程序的執(zhí)行和互操作提供一個分布式平臺；由SMK維護的信息被定義為系統(tǒng)管理信息庫(SMIB)，并由它的OD進行描述；*237.1.2通信系統(tǒng)的組成及其相互關(guān)系

----功能塊應(yīng)用進程(FBAP)FF系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計了支持功能性模型的范圍，每一種定位一個不同的需要；功能塊使基本現(xiàn)場設(shè)備模塊化，例如模擬量輸入功能(AI)和比例積分微分功能(PID);功能塊模型提供了一個共同的結(jié)構(gòu)來定義功能塊的輸入輸出、計算和控制參數(shù)，從而簡化了接口，使得各個功能塊的接口具有一致性和標(biāo)準(zhǔn)性；在功能塊應(yīng)用進程中，除了功能塊對象外，還包括對象字典OD和設(shè)備描述DD。*24基金會現(xiàn)場總線通信模型FF通信模型應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層OSI參考模型用戶層(程序)物理層用戶層FF模型現(xiàn)場總線報文規(guī)范(FMS)子層現(xiàn)場總線訪問子層(FAS)數(shù)據(jù)鏈路層物理層(省略3－6層)通信棧*25基金會現(xiàn)場總線通信模型FF協(xié)議結(jié)構(gòu)PCI：協(xié)議控制信息PDU：協(xié)議數(shù)據(jù)單元DLL：數(shù)據(jù)鏈路層FAS：總線訪問子層FMS：總線報文規(guī)范層*26FF拓撲

總線型采用一根主干電纜，再分出多根分支電纜，每根分支上接一臺現(xiàn)場設(shè)備；

菊花鏈型只有主干電纜，即現(xiàn)場設(shè)備都接在主干電纜。

樹型是主干電纜上一個端點分出多個分支Ｈ1支持單點型、

總線型、菊花鏈型和樹型４種結(jié)構(gòu)。在實際應(yīng)用中，這４種結(jié)構(gòu)可混合使用。FF物理層支持雙絞線、電纜、光纜、無線等多種傳輸介質(zhì)。目前應(yīng)用較為廣泛的是雙絞線和電纜二種。*27*28物理層基金會現(xiàn)場總線的物理層遵循IEC1158-2與ISA-S50.02中有關(guān)物理層的標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)場總線基金會為低速總線頒布31.25kb/s的FF-816物理層規(guī)范，也稱為H1標(biāo)準(zhǔn)。物理層規(guī)定了信息如何在介質(zhì)上從一個儀表送到另一個儀表，它包括信號的波形、幅值、導(dǎo)線類型、最大傳輸距離和允許阻抗等。*29物理層功能：物理層用于現(xiàn)場物理設(shè)備與總線之間的連接。為現(xiàn)場設(shè)備與通信傳輸媒體的連接提供機械和電氣接口；還為現(xiàn)場設(shè)備對總線的發(fā)送或接收提供合乎規(guī)范的物理接口。*30物理層結(jié)構(gòu)：媒體相關(guān)子層和媒體無關(guān)子層。*31傳輸介質(zhì)：可以是IEC物理層技術(shù)規(guī)范中所規(guī)定的任何一種傳輸介質(zhì)。例如雙絞線、光纜或射頻。

基金會現(xiàn)場總線支持多種傳輸介質(zhì)：A、雙絞線；B、電纜；C、光纜；D、無線介質(zhì),目前廣泛應(yīng)用的是前兩種,其型號規(guī)格如下表*32物理層信號H1標(biāo)準(zhǔn)，31.25kbps，曼徹斯特編碼

傳輸介質(zhì)：雙絞線、電纜、光纜、無線介質(zhì)*33H1信號編碼1、協(xié)議報文編碼協(xié)議數(shù)據(jù)報文長度8-273個字節(jié)。2、前導(dǎo)碼10101010采用中繼器，前導(dǎo)碼可多于一個字節(jié)。3、幀前界定碼標(biāo)明協(xié)議數(shù)據(jù)信息的起點*34H1信號編碼4、幀結(jié)束碼標(biāo)明協(xié)議數(shù)據(jù)信息的終止。前導(dǎo)碼、幀前界定碼和幀結(jié)束碼由物理層電路生成。*35*36*37*38數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層DLL(DataLinkLayer）具體位于物理層與總線訪問子層之間?？刂茍笪脑诂F(xiàn)場總線上的傳輸。網(wǎng)絡(luò)上的每一條總線都叫做一條鏈路。數(shù)據(jù)鏈路層與它下面的物理層和它上面的應(yīng)用層之間的數(shù)據(jù)關(guān)系如圖下所示。*39*401．鏈路活動調(diào)度器鏈路層對總線上的各類鏈路傳輸活動進行控制?？偩€通信中的鏈路活動調(diào)度，數(shù)據(jù)的接收發(fā)送，活動狀態(tài)的探測、響應(yīng)，以及總線上各設(shè)備間的鏈路時間同步，都是通過數(shù)據(jù)鏈路層來實現(xiàn)。每個總線網(wǎng)段上有一個媒體訪問控制中心，稱為鏈路活動調(diào)度器(LAS，LinkActiveScheduler)。LAS具備鏈路活動調(diào)度能力，能形成鏈路活動調(diào)度表，并按照調(diào)度表的內(nèi)容產(chǎn)生各類鏈路協(xié)議數(shù)據(jù)，鏈路活動調(diào)度是該設(shè)備中數(shù)據(jù)鏈路層的重要功能。對沒有鏈路活動調(diào)度能力的設(shè)備來說，其數(shù)據(jù)鏈路層要對來自總線的鏈路數(shù)據(jù)做出響應(yīng)，以此控制本設(shè)備對總線的活動。此外，在DLL層還要對所傳輸?shù)男畔嵭袔ｒ灐?/p>

*41鏈路活動調(diào)度器擁有總線上所有設(shè)備的清單，它掌管總線網(wǎng)段上各設(shè)備對總線的操作。任何時刻每個總線網(wǎng)段上都只有一個LAS處于工作狀態(tài)，總線網(wǎng)段上的設(shè)備只有得到鏈路活動調(diào)度器的許可，才能向總線上傳輸數(shù)據(jù)。因此，LAS是總線的通信活動中心，如下圖所示。*42*43基金會現(xiàn)場總線的通信活動有調(diào)度通信和非調(diào)度通信兩類。

調(diào)度通信：由鏈路活動調(diào)度器按預(yù)定調(diào)度時間表周期性依次發(fā)起的通信活動，稱為調(diào)度通信。鏈路活動調(diào)度器內(nèi)有一個預(yù)定調(diào)度時間表。一旦到了某個設(shè)備要發(fā)送信息的時間，鏈路活動調(diào)度器就發(fā)送一個強制數(shù)據(jù)(CD，CompelData)給這個設(shè)備，基本設(shè)備收到這個強制數(shù)據(jù)信息后，就可以向總線上發(fā)送它的信息?，F(xiàn)場總線系統(tǒng)中的這種受調(diào)度通信一般用于設(shè)備間周期性地傳送控制數(shù)據(jù)，如在現(xiàn)場變送器與執(zhí)行器之間傳送測量或控制器輸出信號。見下圖*44*45非調(diào)度通信：在預(yù)定調(diào)度時間表之外的時間，通過得到令牌來發(fā)送信息的通信方式稱為非調(diào)度通信。FF通信采用的是令牌總線工作方式,非調(diào)度通信在預(yù)定調(diào)度時間表之外的時間，由LAS通過現(xiàn)場總線發(fā)出一個傳遞令牌(PT，PassToken)，設(shè)備得到這個令牌后就可以發(fā)送信息。所有總線上的設(shè)備都有機會通過這一方式發(fā)送調(diào)度之外的信息。見下圖*46*47LAS功能能認知新設(shè)備，并將新設(shè)備加入到鏈路中去；能從鏈路中除去沒有響應(yīng)的設(shè)備；能在鏈路上發(fā)布數(shù)據(jù)鏈路時間和調(diào)度時間；在調(diào)度時間內(nèi)，輪詢那些以緩沖區(qū)存儲數(shù)據(jù)的設(shè)備；在調(diào)度時間之外，發(fā)送優(yōu)先級驅(qū)動的令牌給某設(shè)備*482．鏈路設(shè)備并不是所有的總線設(shè)備都可以成為鏈路活動調(diào)度器。按照設(shè)備的通信的能力，基金會現(xiàn)場總線把通信設(shè)備分為3類：基本設(shè)備、鏈路主設(shè)備、網(wǎng)橋。

1)基本設(shè)備（ＢａｓｉｃＤｅｖｉｃｅＢＤ)

基本設(shè)備是那些能夠接收并響應(yīng)令牌的設(shè)備。所有設(shè)備包括網(wǎng)橋均具有基本設(shè)備的功能，均能接收并響應(yīng)令牌。具有令牌的設(shè)備可以在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)，在某一時刻，只有一個設(shè)備持有令牌。LAS提供給設(shè)備兩種令牌：一種稱為應(yīng)答令牌，對所有的設(shè)備進行輪詢，具有周期性；另一種稱為授權(quán)令牌，這是在特定的時間段內(nèi)訪問總線，具有非周期性。*492)鏈路主設(shè)備（LinkMasterDeviceLMD）鏈路主設(shè)備是那些能夠成為LAS的設(shè)備,如交換機等,現(xiàn)場設(shè)備也有資格成為LAS。LAS的5項主要功能：◆維護調(diào)度，發(fā)送令牌給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；◆探查未使用地址，將其分配給新設(shè)備，并加到活動表上；◆在鏈路上周期分配數(shù)據(jù)鏈路時間和鏈路調(diào)度時間；◆發(fā)送授權(quán)令牌給設(shè)備，進行無調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸控制；◆監(jiān)視設(shè)備響應(yīng)授權(quán)令牌，從活動表上刪掉不能使用或不能返回令牌的設(shè)備。*503)網(wǎng)橋(Bridge)

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中幾個總線線段連接時，用于兩個總線段之間的連接設(shè)備稱為網(wǎng)橋。網(wǎng)橋?qū)儆阪溌分髟O(shè)備，它負擔(dān)著下游的各個總線段的系統(tǒng)管理時間的發(fā)布，因此必須是LAS，否則無法對下游各段的數(shù)據(jù)鏈路時間和應(yīng)用時鐘進行再分配。一個總線段上可以連接各種通信設(shè)備，也可以掛上多個鏈路主設(shè)備，但是一個總線段上同時只能有一個LAS，沒有成為LAS的鏈路主設(shè)備起著后備LAS的作用。

*51受調(diào)度通信在網(wǎng)絡(luò)上具有最高的優(yōu)先級。當(dāng)所有被調(diào)度的數(shù)據(jù)被“發(fā)布”之后，在下一個宏周期之前的剩余時間可以被用于傳輸非調(diào)度通信。LAS調(diào)度和令牌傳輸機制保證了只有一個儀表在某個時刻被授權(quán)訪問總線，因此避免了沖突。LAS保證了受調(diào)度的數(shù)據(jù)被“發(fā)布”以及所有的儀表都有機會通信。受調(diào)度通信的時序被精確地定義，因此是有確定性的。*52基金會現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

----網(wǎng)橋式網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)對于具有不同速度和介質(zhì)類型的鏈路，可以用橋?qū)⑺鼈冞B接在一起，形成多鏈路網(wǎng)絡(luò)或橋式網(wǎng)絡(luò)；對于所有的FF橋式網(wǎng)絡(luò)，任何兩臺設(shè)備間只有一條數(shù)據(jù)鏈路*53基金會現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

----網(wǎng)橋式網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)橋式網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)端口端口端口端口端口端口端口下游端口根端口根網(wǎng)橋網(wǎng)段2網(wǎng)段4網(wǎng)段1網(wǎng)段3網(wǎng)段0*54

----網(wǎng)橋式網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)橋設(shè)備負責(zé)執(zhí)行基金會現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)中的四個功能：發(fā)送；重新發(fā)布；數(shù)據(jù)鏈路時間的再分布；應(yīng)用時鐘時間的再分布；*557.5基金會現(xiàn)場總線的功能塊功能塊和功能塊應(yīng)用進程是FF系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特色，是為實現(xiàn)不同系統(tǒng)控制功能而設(shè)計的；不同的功能模塊表達了不同類型的應(yīng)用功能；原DCS中60%-80%的基本控制功能可以通過設(shè)置功能塊及功能塊的組合下載到現(xiàn)場總線智能儀表中來實現(xiàn)；現(xiàn)場總線智能儀表可以根據(jù)不同的被控對象的特性，靈活組合功能塊，以實現(xiàn)被控對象的控制策略，使其真正成為靈巧的智能儀表。*567.5基金會現(xiàn)場總線的功能塊

---功能模塊在FF用戶層中，常用的功能模塊有三類功能塊資源塊轉(zhuǎn)換塊通信棧物理層功能塊資源塊轉(zhuǎn)換塊功能塊傳感器或執(zhí)行器*577.5基金會現(xiàn)場總線的功能塊

---功能模塊轉(zhuǎn)換塊按照所要求的頻率讀取傳感器中的硬件數(shù)據(jù)，并將其寫入到相應(yīng)的硬件中；不含有運用該數(shù)據(jù)的功能塊，便于把讀取、寫入數(shù)據(jù)的過程從制造商的專有物理I/O特性中分離出來；轉(zhuǎn)換塊含有量程數(shù)據(jù)、傳感器類型、線性化、I/O數(shù)據(jù)表示等信息。*587.5基金會現(xiàn)場總線的功能塊

---功能模塊資源塊描述現(xiàn)場總線的設(shè)備特征，如設(shè)備名稱、制造商與系列號；每臺設(shè)備中僅有一個資源塊；資源塊沒有輸入或輸出參數(shù)，它將功能塊與設(shè)備的硬件特性相隔離，可以通過資源塊在網(wǎng)絡(luò)中訪問與資源塊相關(guān)的設(shè)備的硬件特性；資源塊也有相應(yīng)算法用以監(jiān)視和控制物理設(shè)備硬件的一般操作。*597.5基金會現(xiàn)場總線的功能塊

---功能模塊功能塊提供控制系統(tǒng)行為，它的輸入輸出參數(shù)可通過現(xiàn)場總線鏈接；各功能塊的執(zhí)行均受系統(tǒng)管理(SM)精確調(diào)度；功能塊是參數(shù)、算法和事件三者的完整組成，由外部事件驅(qū)動功能塊的執(zhí)行，通過算法把輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為輸出數(shù)據(jù)，實現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的控制功能；對于輸入和輸出功能塊，要把它們鏈接到轉(zhuǎn)換塊，與設(shè)備的I/O硬件相互聯(lián)系；*607.5基金會現(xiàn)場總線的功能塊

---功能模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)*61功能塊名稱功能塊符號功能塊名稱功能塊符號模擬量輸入模擬量輸出偏差控制選擇器離散量輸入離散量輸出手動裝載比例微分比例積分微分比例系數(shù)AIAOBCSDIDOMLPDPIDRA7.5基金會現(xiàn)場總線的功能塊

---功能模塊用于基本控制的標(biāo)準(zhǔn)功能塊*627.5基金會現(xiàn)場總線的功能塊

---功能模塊鏈接對象 定義了功能塊之間的鏈接關(guān)系；趨勢對象 允許主機和其他設(shè)備訪問功能塊參數(shù)的局部趨勢。將短期歷史數(shù)據(jù)收集起來，并存儲在設(shè)備中，并可以調(diào)用和顯示其歷史數(shù)據(jù)和特征；報警對象 允許對報警狀態(tài)和現(xiàn)場總線上的事件進行報告，當(dāng)判斷有報警或事件時，可通過接口設(shè)備訪問報警對象生成的通知信息；視圖對象 為預(yù)定義的參數(shù)群，由人機界面使用。*637.5基金會現(xiàn)場總線的功能塊

---功能塊應(yīng)用進程功能塊應(yīng)用進程(AP)是位于通信棧之上的用戶層，主要用來完成用戶所需的自動化應(yīng)用功能；它基于功能塊模型，每一個功能塊都是一個獨立的軟件模塊，完成某一特定功能；是為實現(xiàn)某種應(yīng)用功能或算法，對特定功能塊的組合；在具體結(jié)構(gòu)上，功能塊應(yīng)用進程是由功能塊應(yīng)用對象、對象字典和設(shè)備描述三部分組成。*647.5基金會現(xiàn)場總線的功能塊

---功能塊的應(yīng)用模擬量輸入功能塊AI*657.5基金會現(xiàn)場總線的功能塊

---功能塊的應(yīng)用模擬量輸出功能塊AO*667.5基金會現(xiàn)場總線的功能塊

---功能塊的應(yīng)用開關(guān)量輸入功能塊DI*677.5基金會現(xiàn)場總線的功能塊

---功能塊的應(yīng)用開關(guān)量輸出功能塊DO*687.5基金會現(xiàn)場總線的功能塊

---功能塊的應(yīng)用PID控制算法功能塊PID設(shè)定值初級輸入前饋入*697.5基金會現(xiàn)場總線的功能塊

---功能塊的串級控制設(shè)計中的應(yīng)用爐溫控制系統(tǒng)*707.5基金會現(xiàn)場總線的功能塊

---功能塊的串級控制設(shè)計中的應(yīng)用串級控制功能塊的連接*717.6基金會現(xiàn)場總線通信控制器功能通信信號的發(fā)送和接收；對傳輸數(shù)據(jù)的串并行轉(zhuǎn)換；對串行數(shù)據(jù)的編碼和解碼；信息幀的打包和解包；幀檢驗序列的產(chǎn)生和驗證*727.6FB3050基金會現(xiàn)場總線通信控制器是繼FB1050和FB2050后，現(xiàn)場總線接口和控制器的第三代集成電路，是嵌入式和主微處理器或控制器的接口；芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)*73*747.6FB3050基金會現(xiàn)場總線通信控制器FB3050現(xiàn)場總線控制器特點適用于現(xiàn)場總線物理層定義；內(nèi)含曼徹斯特編碼器和解碼器；片內(nèi)有兩個通道的DMA控制器；可自動極性探測和校正；自動接收幀效驗序列(FCS)探測；軟件控制的發(fā)送FCS發(fā)生器；自動信息類型和地址識別；31.25kbps和1Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率；可與所有通用微處理器和微控制器兼容*757.7基金會現(xiàn)場總線的組態(tài) FF定義了四個組態(tài)層次組態(tài)第1層制造商設(shè)備定義 每個設(shè)備制造商決定所提供設(shè)備的應(yīng)用進程(AP)的定義和類型，并且標(biāo)識每個AP的網(wǎng)絡(luò)可見對象。組態(tài)第2層網(wǎng)絡(luò)定義 網(wǎng)絡(luò)由設(shè)備構(gòu)成，本層定義了網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。組態(tài)第3層分布式應(yīng)用程序定義 應(yīng)用程序由分布式資源組成。本層定義了分布式資源的交互作用。組態(tài)第4層設(shè)備組態(tài) 本層定義分配給設(shè)備的每個AP值*767.8一致性和互操作性測試測試目標(biāo)：保證來自不同制造商的設(shè)備能再同一個網(wǎng)絡(luò)中相互正常操作，而不會損失其他設(shè)備的功能。產(chǎn)品測試分為兩部分：對通信棧產(chǎn)品的一致性測試；對設(shè)備產(chǎn)品的互操作性測試；FF開發(fā)了互操作性測試系統(tǒng)ITS，用來進行除物理層以外的其他三部分測試*777.8一致性和互操作性測試

---系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及測試過程FF互操作性測試系統(tǒng)由三部分組成：測試系統(tǒng) 是一個通用的測試平臺，為測試提供人機界面、測試管理功能以及測試案例程序庫。測試案例 是抽象測試案例集在測試系統(tǒng)上實現(xiàn)的可執(zhí)行測試案例集，進行具體的測試工作。測試功能塊

是一臺特殊的FF現(xiàn)場設(shè)備，主要用于在動態(tài)測試時和被測設(shè)備建立連接，從而能和被測設(shè)備交換數(shù)據(jù)，以進行測試。*78設(shè)備配置測試功能塊測試案例設(shè)備配置FF測試系統(tǒng)7.8一致性和互操作性測試

---系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及測試過程FF互操作性測試示意圖*797.9基金會現(xiàn)場總線設(shè)備*807.10FF控制系統(tǒng)的設(shè)計兩種模式基于DCS/PLC的結(jié)構(gòu)，配合現(xiàn)場總線接口卡件。典型的有Emerson公司的DeltaV控制系統(tǒng)純現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)。典型的有Smar公司的System302控制系統(tǒng)。*81System302結(jié)構(gòu)*82FF現(xiàn)場控制系統(tǒng)的設(shè)計系統(tǒng)規(guī)劃H1總線設(shè)計和設(shè)備選型安裝施工設(shè)計組態(tài)編程*83系統(tǒng)規(guī)劃先按照面的項目設(shè)計系統(tǒng)規(guī)劃1、閉環(huán)控制回路2、監(jiān)測點統(tǒng)計3、人機界面設(shè)計4、系統(tǒng)特性實時