PROFIBUS、WORLDFIP和FF總線技術介紹

2020-11-22 電子產品世界

  PROFIBUS簡介

  PROFIBUS是在歐洲工業界得到應用的一個現場總線標準。其基本行規標準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,這個行規標準就是目前的DIN19245。應用領域包括加工製造、過程控制、建築自動化。自1991年推出後,目前已經發展得比較完善,並已生產出用於系統結構的專用集成電路。

  PROFIBUS實際上是一種應用類的系統框架。其基本技術特點如下。

  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.設備之間的通信採用主從方式;結構採用OSI參考模型中的物理、數據鏈路和應用的3層結構。

  3.標準採用EN50170;其接口標準,PA採用IEC1158?2,FMS和DP採用RS485。

  4.信號線可用設備電源線。

  5.每條總線區段可連接32個設備,不同區段用中繼器連接。

  6.傳輸速率可在9.6kB/S~12MB/S間選擇。

  7.傳輸介質可以用金屬雙絞線或光纖。

  8.提供通用的功能模塊管理規範。

  9.在一定範圍內可實現互操作。

  10.沒有統一的設備描述語言(DDL)和DDL支持。

  11.提供系統通信管理軟體(包括波形識別、速率識別和協議識別等功能)。

  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年最先推出的現場總線技術。實際上,WORLDFIP最早提供了現場總線網絡的基本結構,使現場總線系統初步具有了信息化的技術特徵。

  與PROFIBUS不同,WORLDFIP在全系統採用統一的通信協議和進程協議,以滿足控制和儀器系統對實時和背景信息傳遞的需要。

  WORLDFIP的基本技術特點如下。

  系統內部採用統一的通信協議。

  實現了OSI參考模型中的物理、數據鏈路和應用3層結構。

  符合IEC1158.2的總線邏輯和令牌方式。  

  4.使用光纖時數據傳輸速率為5MB/S;使用雙絞線時數據傳輸速率為31.25kB/S,1MB/S和2.5MB/S,其通信距離與速率的關係見表1。

  5.每段可連接32個設備節點,最多可連接4段。

  6.可選容餘通信線路。

  7.支持分時變量和消息,具有64000個區分標誌。

  8.變量長度為2B~127B;消息長度為256B。

  9.支持製造商消息服務(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廠家協會作出的行業規定。

  3.FF簡介

  FF是基金會現場總線,是成立於1992年的國際現場總線基金會提出的一個現場總線標準。目前幾乎所有系統集成製造商、儀器儀表製造商均開始向FF靠攏。

  FF的一般特點

  具有適合工業現場應用的通信規範和網絡作業系統。

  採用單一串行線上連接多個設備的網絡連接方法,1條總線最多可連接32臺設備。

  通信介質可以是金屬雙絞線、同軸電纜、動力線或光纖。

  通信信號可以採用10mA電流方式,也可以採用電壓方式。

  通信線路可用設備的供電線路。

  具有比較完備的工業設備描述語言。

  採用虛擬設備的概念實現設備的模塊化處理。

  實現了開放式系統,在FF系統內,不同廠家的產品具有互操作性。

  提供了比較完善的系統測試手段和方法。可以說,FF是個生命力強大的現場總線。

  2.FF的技術內容

  符合OSI參考模型的系統結構規範(見圖1)。

  符合國際工業標準的通信系統規範。

  符合國際通信行業標準的設備描述規範和設備描述語言DDL

  符合相應標準的工業本質安全規範。

  FF的體系結構FF提供的系統結構如圖1所示。從圖中可以看出FF結構只採用了OSI參考模型7層中的3層,而FF提供的技術是通信棧技術,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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    1 引言本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/148575.htm  現場總線是信息技術、網絡技術的發展在控制領域的體現,是自動化技術發展的熱點之一。其中PROFIBUS總線是最為流行的現場總線技術之一,其產品廣泛應用於工業、電力、能源、交通等自動化領域。PROFIBUS是德國於90年代初制訂的國家工業現場總線協議標準,代號DIN19245。它是一種國際化的開放式現場總線標準,即EN50170歐洲現場總線標準。
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