PROFIBUS、WORLDFIP和FF总线技术介绍

摘要：PROFIBUS是在欧洲工业界得到应用的一个现场总线标准。其基本行规标准是在德国政府的支持下，由ABB、HoneyWell、Bosch、Siemens、FZIKaRLSRUhe等近20家公司，从1987～1990年，花费了4a的时间研究制订的，这个行规标准就是目前的DIN19245。

　　PROFIBUS、WORLDFIP和FF是当前工业控制领域中，特别是过程控制领域中使用比较广泛的3种工业控制现场总线。PROFIBUS、WORLDFIP是两种应用得比较早、技术成熟、覆盖面广的现场总线技术，并且各有自己的技术协会和用户协会。FF(基金会现场总线)则是1992年由国际上几百个制造商和用户共同发起的国际标准现场总线技术，目前正在逐步成为一种国际标准，但由于出现得比较晚，只有几家具有实力的公司在1998年开发出了符合FF规范的产品和系统。

PROFIBUS简介

　　PROFIBUS是在欧洲工业界得到应用的一个现场总线标准。其基本行规标准是在德国政府的支持下，由ABB、HoneyWell、Bosch、Siemens、FZIKaRLSRUhe等近20家公司，从1987～1990年，花费了4a的时间研究制订的，这个行规标准就是目前的DIN19245。应用领域包括加工制造、过程控制、建筑自动化。自1991年推出后，目前已经发展得比较完善，并已生产出用于系统结构的专用集成电路。

　　PROFIBUS实际上是一种应用类的系统框架。其基本技术特点如下。

　　1.分为通用性自动化(FMS)、工厂自动化(DP)和过程控制自动化(PA)3个系列。

　　2.设备之间的通信采用主从方式;结构采用OSI参考模型中的物理、数据链路和应用的3层结构。

　　3.标准采用EN50170;其接口标准，PA采用IEC1158?2，FMS和DP采用RS485。

　　4.信号线可用设备电源线。

　　5.每条总线区段可连接32个设备，不同区段用中继器连接。

　　6.传输速率可在9.6kB/S～12MB/S间选择。

　　7.传输介质可以用金属双绞线或光纤。

　　8.提供通用的功能模块管理规范。

　　9.在一定范围内可实现互操作。

　　10.没有统一的设备描述语言(DDL)和DDL支持。

　　11.提供系统通信管理软件(包括波形识别、速率识别和协议识别等功能)。

　　12.提供244B报文格式，提供通信接口的故障安全模式(当IO故障时输出全为零)。

WORLDFIP简介

　　WORLDFIP是法国FIP公司在1988年最先推出的现场总线技术。实际上，WORLDFIP最早提供了现场总线网络的基本结构，使现场总线系统初步具有了信息化的技术特征。与PROFIBUS不同，WORLDFIP在全系统采用统一的通信协议和进程协议，以满足控制和仪器系统对实时和背景信息传递的需要。

　　WORLDFIP的基本技术特点如下。

　　１.系统内部采用统一的通信协议。

　　２.实现了OSI参考模型中的物理、数据链路和应用3层结构。

　　３.符合IEC1158.2的总线逻辑和令牌方式。

　　４.使用光纤时数据传输速率为5MB/S;使用双绞线时数据传输速率为31.25kB/S，1MB/S和2.5MB/S，其通信距离与速率的关系见表1。

　　５.每段可连接32个设备节点，最多可连接4段。

　　６.可选容余通信线路。

　　７.支持分时变量和消息，具有64000个区分标志。

　　８..变量长度为2B～127B;消息长度为256B。

　　９.支持制造商消息服务(MMS)，最大消息长度可达64kB。

　　１０.没有提供DDL，互操作性依赖与生产厂家协会作出的行业规定。

简介

　　FF是基金会现场总线，是成立于1992年的国际现场总线基金会提出的一个现场总线标准。目前几乎所有系统集成制造商、仪器仪表制造商均开始向FF靠拢。

　　FF的一般特点

　　具有适合工业现场应用的通信规范和网络操作系统。

　　采用单一串行线上连接多个设备的网络连接方法，1条总线最多可连接32台设备。

　　通信介质可以是金属双绞线、同轴电缆、动力线或光纤。

　　通信信号可以采用10mA电流方式，也可以采用电压方式。

　　通信线路可用设备的供电线路。

　　具有比较完备的工业设备描述语言。

　　采用虚拟设备的概念实现设备的模块化处理。

　　实现了开放式系统，在FF系统内，不同厂家的产品具有互操作性。

　　提供了比较完善的系统测试手段和方法。可以说，FF是个生命力强大的现场总线。

　　的技术内容

　　符合OSI参考模型的系统结构规范(见图1)。

　　符合国际工业标准的通信系统规范。

　　符合国际通信行业标准的设备描述规范和设备描述语言DDL

　　符合相应标准的工业本质安全规范。

　　FF的体系结构FF提供的系统结构如图1所示。从图中可以看出FF结构只采用了OSI参考模型7层中的3层，而FF提供的技术是通信栈技术，覆盖了除物理层以外的其它各层，这样做的目的是提高通信速度。