FF现场总线

FF现场总线的配电与短路保护及其防爆模版FF现场总线是一种用于工业自动化领域的现场总线通信协议，它具有高可靠性、高实时性和高扩展性的特点。

在实际应用中，为了保证FF现场总线系统的稳定运行和安全性，需要进行配电与短路保护，并采用防爆模版来防止火灾事故的发生。

一、FF现场总线的配电与短路保护1.供电方式FF现场总线系统的供电方式通常采用分布式供电方式。

即将电源分布到现场设备附近，减少电缆长度和功耗，提高供电的可靠性和稳定性。

常见的分布式供电方式有两线供电和三线供电。

其中，两线供电只需要两根导线进行供电和通讯，适用于简单的现场设备。

三线供电需要三根导线，其中一根用于供电，另外两根用于通讯，适用于复杂的现场设备。

2.配电保护配电保护是为了保护FF现场总线系统的设备和电源，并防止发生电路短路和过载等异常情况。

通常采用保险丝、熔断器和过载保护开关等保护装置进行配电保护。

保险丝和熔断器根据设备的功率和电流需求选择，起到短路保护的作用。

过载保护开关可以监测电流并在超过额定电流时切断电源，保护设备正常工作。

3.短路保护短路保护是为了防止FF现场总线系统的电缆发生短路而导致设备故障和火灾的发生。

通常采用保护器和保护盒进行短路保护。

保护器安装在电缆的起始端和末端，用于监测电流是否超出安全范围，并在短路发生时迅速切断电源。

保护盒安装在每段电缆的接口处，用于检测电缆的短路情况，并进行报警和切断电源。

二、FF现场总线的防爆模版由于FF现场总线系统通常应用于有爆炸危险的环境中，为了防止火灾和爆炸事故的发生，需要采用防爆模版来保护设备和电缆。

防爆模版是一种防爆外壳，具有防护等级、耐腐蚀能力和防爆能力等特点。

1.防护等级防爆模版的防护等级是指其对外部固体物体和液体的防护能力。

根据实际需求可选择不同的防护等级，如IP65、IP66等。

防护等级越高，防护效果越好。

2.耐腐蚀能力FF现场总线系统通常应用于腐蚀介质的场合，因此防爆模版需要具有较好的耐腐蚀能力。

第五章基金会现场总线FF 5.1 FF概述5.2 FF技术规范5.3 FF物理层5.4 FF数据链路层5.5 FF应用层5.6 FF用户层5.7 FF通信控制器的接口5.8 FF产品的开发5.1 FF总线概述•FF（Foundation Fieldbus，96年）：主要用于流程工业自动化领域，如化工、电力厂实验系统、废水处理、油田等行业。

•FF遵循OSI标准模型，取其3层：物理层、数据链路层和应用层，并在应用层上增加了用户层。

FF属于IEC61158国际现场总线标准子集，其开发初衷是希望形成统一的现场总线标准•FF分低速总线H1和高速总线HSE两部分–分别属于IEC标准中两个不同的子集–低速总线H1的通信速率为31.25Kbps（1900m）–高速总线HSE的通信速率为10M,100Mbps•开发和使用FF的目的和意义在于实现工业设备的互操作性和互替换性，用户只要根据系统功能上的需要既可从众多的设备供应商中选择性价比最高的产品。

FF总线•CAN总线控制器仅仅定义了物理层和数据链路层的所有功能，即实现了数据通信技术，但构建CAN控制网络还需要应用层协议的定义，如J1939应用协议的支持。

•FF则提供了一套较完整的控制网络技术，不仅具有数据通信技术，也定义了控制应用功能的规范内容（应用层与用户层），能够构建分布式控制网络系统。

•HSE（High Speed Ethernet）高速以太网10/100M b/s，取代了早期的H2总线。

•应用层主要以功能块模式定义应用的，互操作性和互替换性易于实现（开放性）。

FF通信模型说明：•物理层：采用IEC1158-2标准。

•数据链路层和应用层的全部功能统称为通信栈（Communication Stack）。

应用层分为两个子层现场总线信息规范子层FMS和现场总线访问子层FAS。

•现场总线访问子层FAS（Fieldbus Access Sublayer）基本功能：确定数据访问的关系模型和规范。

FF现场总线工程指南及应用首先，FF现场总线工程的指南包括以下几个方面：1. 设计：在FF现场总线工程设计中，需要考虑控制系统的架构、通信网络拓扑结构以及设备的布置和连接方式。

设计过程中需要遵循Fieldbus Foundation的规范和标准，确保系统的稳定性和可靠性。

2.网络配置：FF现场总线网络可以采用不同的拓扑结构，如星型、环型或混合结构。

在网络配置过程中，需要考虑设备的数量、距离、通信速率以及设备的功耗等因素，以确保网络的正常运行。

3. 设备接入：在FF现场总线工程中，需要选择合适的接口设备和连接线缆，以确保设备的正常通信和供电。

接入设备时需要注意设备的插入方向和连接方式，遵循Fieldbus Foundation的规范和标准。

4. 设备配置：FF现场总线系统中的设备需要进行配置和参数设置，以实现相应的控制功能。

配置设备时需要使用Fieldbus Foundation提供的配置工具，对设备的地址、描述、传输速率等进行设置，并进行相应的调试和测试。

其次，FF现场总线工程的应用广泛1.测量与控制：FF现场总线可以用于传输和控制各种现场设备，如传感器、执行器、阀门等。

通过FF现场总线，可以实现对设备的测量和控制，包括温度、压力、液位、流量等参数的监测和调节。

2.数据采集与分析：FF现场总线可以将现场设备的数据集中采集到控制室的监测系统中，实现对设备状态和工艺过程的实时监测和分析。

通过数据采集和分析，可以实现设备的故障诊断和预测维护，提高设备的运行效率和可靠性。

3.设备管理：FF现场总线可以用于设备的管理和控制，包括设备的启停控制、设备的参数设置和调节，以及对设备的状态和健康状况进行监测和管理。

通过FF现场总线，可以实现对整个工业现场设备的集中管理和控制。

4.系统集成：FF现场总线可以与其他通信协议和系统进行集成，实现不同系统之间的数据交换和共享。

通过系统集成，可以实现数据的一致性和共享，提高工业现场自动化系统的整体性能和效率。

FF现场总线使用说明书1 引言FF是基于WorldFip North American (FIP)和InterOperable System Project(ISP)的共同利益,而在1994年合并而成的。

1995年,WorldFip欧洲部分也加入了FF。

FF总线由低速(H1)和高速(HSE，High Speed Ethernet)两部分组成。

低速H1部分将ISO/OSI七层参考模型结构简化为物理层、数据链路层、应用层，再加上用户层,形成四层结构。

同时，为了适应以太网技术的发展，现场总线基金会放弃了其原来规划的H2高速总线标准,并于2000年3月29日公布了基于Ethernet的高速总线技术规范(HSE1.0版)。

HSE充分利用低成本的以太网技术，以100M bit/s到1G bit/s或更高的速度运行，它主要用于制造业(离散控制)自动化以及逻辑控制、批处理和高级控制等高速的现场总线网段的互连。

本手册是组态实验室现场总线系统组态的使用说明书，内容包括了使用组态软件，组态一个典型的DEMO现场总线的详细过程。

2 实验室包含的现场总线设备本现场总线实验室是一个典型现场总线控制系统的配置，设备清单如表1所示：网关、网桥、现场总线接口和端子块等部件构成。

现场总线网络上连接的现场总线设备有两种:一种是总线供电式现场设备，它需要从总线上获取工作电源，总线供电电源就是为这种设备准备的；另一种是单独供电的现场设备，它不需要从总线上获取其工作电源。

常用的现场总线设备有温度变送器、压力(差压)变送器、流量变送器、液位变送器和调节阀等。

这些现场设备不仅有信号变换功能，而且还有组态运算及控制功能。

终端器是连接在总线末端或末端附近的阻抗匹配元件。

每个总线段上需要两个，而且只能有两个终端器。

终端器采用反射波原理使信号变形最小，它所起到的作用是保护信号，使它少受衰减与畸变。

有时，将终端器电路内置在电源、安全栅、PC接口卡和端子排内。

引言基金会现场总线(foundation fieldbus)通常称为FF现场总线,它分为H1和H2两种总线。

它分为H1和H2两种总线。

H1采用符合IEC 61158-2标准的现场总线物理层;H2则采用高速以太网为其物理层。

H1现场总线物理层的主要电气特性如下：采用位同步数字化传输方式;传输波特率为31.25kbps;驱动电压9~32VDC;信号电流±9mA;电缆式屏蔽双绞线;接线拓扑结构可采用线形、树形、星形或者符合形;电缆长度≤1900m(无中继器时);分支电缆的长度30~120m;挂接设备数量≤32台(无中继器时);可用中继器≤4台;适用防爆方法有本质安全防爆方法等。

一、FF现场总路线安装和测试要点赛科项目的现场总线使用经验表明现场总线回路故障的主要原因之一是来自网段上的干扰，而干扰的主要原因是现场总线网段和总线设备的不良安装，赛科项目的经验是：①现场总线网段对绝缘要求很高，为了防爆和防止总线回路受潮，规定采用增安型(EExe)接线箱，电缆穿入接线箱时使用防爆电缆时使用防爆电缆密封接头。

采用FF总线专用端子块与各总线现场设备连接。

每个总线专用端子块具有短路保护作用，短路时指示灯亮，保证一个支路短路时不影响其它支路的正常工作，短路保护器将限制每支路的短路电流不超过60mA。

②电缆屏蔽层的连接注意事项。

在现场总线设备上，支线电缆的屏蔽线要剪断，并要用绝缘带包好，不能与表壳接地螺丝连接。

各段总线电缆的屏蔽线应在接线箱内通过接地端子连接起来，屏蔽线只能在机柜侧(marshalling)的端子接地，中间任何地方对地绝缘要良好，不能有多点接地情况，这样可以起到防止静电感应和低频(50Hz)干扰的作用。

如果干线电缆是多芯电缆，则不同总线网段的分屏蔽线不应在接线箱(JB)内被互相连接在一起，也不能与总屏蔽线连在一起。

③现场总线电缆和现场设备安装之后应该经过严格测试，电缆线间绝缘电阻，对地绝缘，线间和对地电容以及总线信号的波形测试等应该符合FF基金会总线系统工程指南中的技术要求，各端子的连接必须紧固。

FF（Fieldbus Foundation）现场总线简介FF总线系统体系结构FF现场总线基金会是由WORLDFIP NA（北美部分，不包括欧洲）和ISP Foundati on于1994年6月联合成立的，它是一个国际性的组织，其目标是建立单一的、开放的、可互操作的现场总线国际标准。

这个组织给予了IEC现场总线标准起草工作组以强大的支持。

这个组织目前有l00多成员单位，包括了全世界主要的过程控制产品及系统的生产公司。

1997年4月这个组织在中国成立了中国仪协现场总线专业委员会（CFC）。

致力于这项技术在中国的推广应用。

FF成立的时间比较晚，在推出自己的产品和把这项技术完整地应用到工程上相对于Profibus和WORLDFIP要晚。

但是正由于FF是1992年9月成立的，是以Fisher Rosemount公司为核心的ISP（可互操作系统协议）与WORLDFIP NA两大组织合并而成的，因此这个组织具有相当实力：目前FF在IEC现场总线标准的制订过程中起着举足轻重的作用。

FF(HSE) 现场总线即为IEC定义的H2总线，它由Fieldbus Foundation(FF)组织负责开发，并于1998年决定全面采用已广泛应用于IT产业的高速以太网（highspeed etherne t HSE）标准。

该总线使用框架式以太网（Shelf Ethernet）技术，传输速率从100Mbps到1Gbps或更高。

HSE完全支持IEC 61158现场总线的各项功能，诸如功能块和装置描述语言等，并允许基于以太网的装置通过一种连接装置与H1装置相连接。

连接到一个连接装置上的H1装置无须主系统的干予就可以进行对等层通信。

连接到一个连接装置上的H1装置同样无须主系统的干预也可以与另一个连接装置上的H1装置直接进行通信。

HSE总线成功地采用CSMA/CD链路控制协议和TCP/IP传输协议，并使用了高速以太网IEEE802.3μ标准的最新技术。

FF现场总线的设计和应用FF现场总线采用了基于半双工串行通讯的设计原理。

它使用了双绞线作为传输介质以及标准电压电流进行数据传输。

FF现场总线采用了分时多路复用的技术，将不同设备之间的通讯分为不同时间片进行交替传输。

这种设计原理可以有效减少通讯冲突和干扰，并提高总线的通讯速度和可靠性。

1.工业自动化：FF现场总线在工业自动化系统中广泛应用。

它可以实现从传感器到执行器的设备之间的数据交换，如温度传感器、压力传感器、电机控制等。

通过FF现场总线，可以实现设备之间的实时数据传输和控制指令的下发，提高生产过程的可操作性和效率。

2.油田领域：FF现场总线在油田领域的应用较为广泛。

从油井的数据采集到管道的监控和控制，FF现场总线承担着重要的角色。

它可以实时采集油井的数据，如压力、温度、液位等，并将数据传输给中央控制系统进行分析和处理。

同时，FF现场总线还可以控制油井的开启和关闭，提高油田生产的自动化程度。

3.电力系统：FF现场总线在电力系统中也有较多的应用。

它可以用于电力设备的监控和控制，如变压器、开关柜、电站等。

通过FF现场总线，可以实现对电力设备的实时监测，及时发现设备故障并进行处理。

同时，FF现场总线还可以实现设备之间的数据交换和控制指令的下发，提高电力系统的可靠性和安全性。

4.化工工艺：在化工工艺生产中，FF现场总线也发挥着重要的作用。

它可以实现对化工生产过程中的设备监控和控制，如压力容器、反应釜、泵阀等。

通过FF现场总线，可以及时监测化工设备的工艺参数，如温度、压力、流量等，并根据需要进行控制调整，提高化工生产的安全性和效率。

总结FF现场总线作为一种高效可靠的通讯协议，广泛应用于工业自动化、油田、电力系统和化工工艺等领域。

它的设计原理基于半双工串行通讯，采用了分时多路复用的技术，具有通讯速度快、传输可靠等优点。

通过FF现场总线，可以实现设备之间的实时数据交换和控制指令的下发，提高生产过程的可操作性和效率。

FF现场总线的配电与短路保护及其防爆范本配电与短路保护是工业现场中非常重要的安全措施之一，而在一些特殊环境中，例如爆炸性环境中，防爆性能的确保更是至关重要。

本文将介绍FF现场总线的配电与短路保护以及防爆范本。

1. FF现场总线的配电与短路保护：FF现场总线是一种用于实现现场设备之间通信的数字通信总线技术。

在FF系统的配电与短路保护方面，以下是一些关键要点：a. 电源选择：FF系统的电源供应应选择可靠的稳定性高的电源，以确保设备正常运行。

一般情况下，应使用稳压稳流电源，并采取过电压保护、过载保护等措施，对电源进行监控。

b. 电缆选择：在FF系统中，应选择质量好、传输性能优异的电缆，以确保信号传输的稳定性和可靠性。

电缆的选择要考虑电缆的材质、电缆的屏蔽性能、电缆的传输距离等因素。

c. 短路保护：针对FF系统中的短路情况，应选择适当的短路保护器件。

在FF系统中，可以使用短路保护电源模块来保护设备免受短路的损害。

这些模块能够检测短路情况并及时切断电源，保护设备的安全运行。

d. 信号隔离：为了保护FF系统的稳定性，应对信号进行隔离处理，即使用隔离模块对信号进行处理和转换，以防止干扰信号的干扰和传递。

2. FF现场总线的防爆范本：在爆炸性环境中使用FF系统时，防爆性能的确保非常重要。

以下是FF系统的防爆范本要点：a. 设备选择：根据现场实际情况，选择符合防爆要求的设备。

这些设备应具有符合防爆标准的认证，例如ATEX认证等。

选用具备防爆性能的设备可以有效降低爆炸风险。

b. 密封保护：在FF系统的安装过程中，应根据实际需求对设备进行密封保护。

这可以通过使用密封装置、密封接头等方式实现。

保持设备的密封性可以有效防止爆炸性气体进入设备内部。

c. 接地保护：在FF系统中，正确的接地保护是防止静电积聚和火花引起爆炸的重要措施。

确保设备和系统的接地良好，可以有效地防止静电带来的安全隐患。

d. 温度控制：爆炸性环境中的温度控制非常重要。

FF现场总线的配电与短路保护及其防爆模版FF现场总线是一种用于工业自动化领域的数字通信协议，它能够实现工控系统中各个设备之间的高效通信和数据传输。

配电和短路保护是FF现场总线系统中非常重要的一部分，它能够保证系统的稳定性和安全性。

接下来将详细介绍FF现场总线的配电与短路保护以及相应的防爆模版。

1. 配电系统配电系统是FF现场总线系统中的一个重要组成部分，它负责将电源供应到各个设备和模块，并提供相应的控制和保护功能。

在FF现场总线系统中，配电系统需要满足以下要求：1.1 安全性配电系统需要具备良好的安全性，防止电流过载、短路以及其他可能的故障。

为了实现这一点，配电系统应该采用合适的保险丝或断路器，以及相应的熔断器。

此外，还可以采用瞬态电压抑制器来保护设备免受过高的电压损害。

1.2 可靠性配电系统需要具备良好的可靠性，以确保系统的正常运行。

为了实现这一点，配电系统应该采用优质的电缆和连接器，以及高品质的电源模块。

1.3 灵活性配电系统需要具备良好的灵活性，以适应不同的应用需求。

为了实现这一点，配电系统应该具备可调节的电流和电压输出，以及可自定义的保护参数。

2. 短路保护短路保护是FF现场总线系统中的一个重要功能，它能够防止电流过大而导致设备损坏或火灾等安全事故。

在FF现场总线系统中，短路保护需要满足以下要求：2.1 快速响应短路保护需要能够快速地检测到短路故障，并采取相应的措施进行保护。

为了实现这一点，短路保护应该具备快速的响应时间，一般应在毫秒级别。

2.2 可靠性短路保护需要具备良好的可靠性，以确保系统的正常运行。

为了实现这一点，短路保护应该采用高品质的保护设备，如熔断器或断路器，并且需要经过严格的测试和验证。

2.3 自动恢复短路保护应该具备自动恢复的功能，以便在短路故障排除后，系统可以自动恢复正常工作。

为了实现这一点，短路保护应该具备自动重启或复位的功能。

3. 防爆模版由于FF现场总线系统中的一些设备可能在易燃或易爆环境中使用，所以防爆模版非常重要。

FF现场总线的设计和应用FF（FlexRay Fault-tolerant）现场总线是一种高性能、实时性强、容错性好、安全可靠的汽车总线协议。

它被广泛应用于现代汽车电子系统中，为汽车电子控制单元（ECU）之间提供高效的通信和数据交换。

本文将详细介绍FF现场总线的设计原理和应用场景。

1. 高带宽和实时性：FF现场总线通过采用双通道、高速、串行通信方式，实现了高带宽和实时性要求。

其中，每个通道的最大带宽可达10 Mbps，保证了数据传输的快速和可靠性。

2.容错性和可靠性：为了保证通信的可靠性，FF现场总线采用了多种容错技术，如冗余计算、重传机制、状态监测等。

这些技术能够及时检测和纠正通信中的错误，提高系统的容错性和可靠性。

3.灵活性和可扩展性：FF现场总线支持灵活的通信组网结构，通过主从模式和同步控制方式，实现了多个ECU之间的数据交换和消息传递。

同时，FF现场总线还提供了扩展能力，可以根据实际需求添加新的设备和功能模块。

1.高级驾驶辅助系统（ADAS）：FF现场总线可以作为ADAS系统中各个ECU之间的通信方式，实现传感器数据的快速采集和处理。

通过FF现场总线，各个ECU可以实时交换数据和指令，提高驾驶辅助系统的性能和可靠性。

2.发动机控制系统：FF现场总线可以用于发动机控制系统中各个ECU 之间的数据交互和联动控制。

通过FF现场总线，发动机控制单元可以实时监测和调整发动机的工作状态，以提高燃油效率和排放性能。

3.刹车系统：FF现场总线可以用于汽车刹车系统中刹车控制单元和刹车执行器之间的通信。

通过FF现场总线，刹车控制单元可以实时控制刹车执行器的工作，提高刹车系统的响应速度和稳定性。

4.转向系统：FF现场总线可以用于汽车转向系统中转向控制单元和转向执行器之间的通信。

通过FF现场总线，转向控制单元可以实时调节转向执行器的工作，提高转向系统的灵活性和安全性。

综上所述，FF现场总线作为一种高性能、实时性强、容错性好、安全可靠的汽车总线协议，被广泛应用于现代汽车电子系统中。

ff现场总线的特点和在工程中的应用一、FF现场总线的概述FF现场总线是一种数字通信协议，它是Foundation Fieldbus（FF）组织制定的。

FF现场总线在工业自动化领域得到了广泛应用，它可以实现设备之间的数据交换和控制指令传输。

与传统的模拟信号传输方式相比，FF现场总线具有更高的可靠性和稳定性。

二、FF现场总线的特点1. 可靠性高：FF现场总线采用数字通信方式，数据传输稳定可靠，不受干扰。

2. 灵活性强：FF现场总线可以实现多种类型的设备之间的数据交换和控制指令传输。

3. 扩展性好：FF现场总线可以根据需要进行扩展或升级，支持多种不同类型的设备连接。

4. 易于维护：由于采用数字通信方式，故障排查和维护更加方便快捷。

三、FF现场总线在工程中的应用1. 控制系统：在控制系统中，使用FF现场总线可以实现各个设备之间的数据交换和控制指令传输。

例如，在化工厂中，使用FF现场总线可以将各个过程变量（如温度、压力、流量等）传输到控制室的控制系统中，实现对生产过程的监控和控制。

2. 仪表系统：在仪表系统中，使用FF现场总线可以实现各个仪表之间的数据交换和控制指令传输。

例如，在炼油厂中，使用FF现场总线可以将各个流量计、压力计、温度计等仪表的测量值传输到控制室的监视系统中，实现对生产过程的监视和调节。

3. 电力系统：在电力系统中，使用FF现场总线可以实现各个设备之间的数据交换和控制指令传输。

例如，在发电厂中，使用FF现场总线可以将各个变压器、开关柜等设备的状态信息传输到运行监视系统中，实现对电力系统运行状态的监视和调节。

四、FF现场总线在应用中需要注意的问题1. 设备兼容性问题：由于不同厂家生产的设备可能存在兼容性问题，因此在选择设备时需要注意其是否支持FF现场总线协议。

2. 网络拓扑结构问题：在设计网络拓扑结构时需要考虑网络带宽、延迟等因素，并根据具体应用需求进行合理规划。

3. 安全问题：由于FF现场总线采用数字通信方式，数据的安全性需要得到保障。

HART协议开放分类：协议、HART1、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。