高速通道可定址遠程轉換器通訊與FF總線通訊

李京華 李永飛 宋會良

摘 要 伴隨社會經(jīng)濟與科技的全面進程，數(shù)字傳輸信號取代了常規(guī)模擬量信號傳輸，其中包括ESB解決方案、Modbus通訊協(xié)議總線以及Fieldbus Foundation（FF）總線，這在一定程度上促使我們在工程與調試環(huán)節(jié)持續(xù)的予以創(chuàng)新。Fieldbus大多應用與工業(yè)及工程現(xiàn)場，在控制裝置與嵌入式測量儀表間實現(xiàn)雙向串行多節(jié)點數(shù)字通信的網(wǎng)絡機制?，F(xiàn)階段我們所使用的Fieldbus指標超過十四類，高速通道可定址遠程轉換器通訊即模擬通信調節(jié)為全數(shù)字通信的中間產(chǎn)物，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了認可。那么高速通道可定址遠程轉換器通訊與FF總線通訊兩者之間的區(qū)別及優(yōu)缺點，是我們此論文所要研究的主要內(nèi)容。文章將以試論高速通道可定址遠程轉換器通訊與FF總線通訊作為切入點，在此基礎上予以深入的探究，相關內(nèi)容如下所述。

【關鍵詞】高速通道可定址遠程轉換器通訊 FF總線通訊 區(qū)別 研究

1 高速通道可定址遠程轉換器通訊概述

高速通道可定址遠程轉換器開放通信協(xié)議，是上世紀八十年代研發(fā)的一類用在現(xiàn)場智能儀表與控制室裝置間的雙向通訊的協(xié)議指標。高速通道可定址遠程轉換器通訊是在四至二十移動平均線的模擬信號中疊加頻移鍵控數(shù)字信號，在此基礎上能夠融合數(shù)字量與模擬量等信號傳輸，其裝置組態(tài)、測量、診斷反饋、程序數(shù)據(jù)以及校準均能夠通過高速通道可定址遠程轉換器通訊協(xié)議予以訪問。不過若嚴格依附于Fieldbus的概念，高速通道可定址遠程轉換器通訊協(xié)議并未完全符合其要求，換而言之，高速通道可定址遠程轉換器通訊協(xié)議就是模擬量通訊與數(shù)字量通訊間的一個轉折，從研發(fā)開始，歷經(jīng)多次完善，高速通道可定址遠程轉換器通訊技術已經(jīng)非常成熟，即為現(xiàn)階段過程控制方面的主流通訊協(xié)議。目前國內(nèi)很多用戶均使用高速通道可定址遠程轉換器通訊協(xié)議。

2 Fieldbus Foundation總線通訊概述

Fieldbus Foundation總線通訊是在ISO/OSI參考模型開放系統(tǒng)互連模型的基礎上在應用層之上加設用戶層，在用戶層內(nèi)明確Fieldbus Foundation總線通訊的指標化功能塊，是自控系統(tǒng)的核心要素。Fieldbus Foundation總線通訊協(xié)議要依附于ethernet，傳輸速率能夠從一百兆比特到一千兆比特。Fieldbus Foundation總線通訊協(xié)議具備一定的精度，且有著高控制性，同時可以進行自診斷及優(yōu)異的分散控制性能，非常適合高速精確的工業(yè)自動化控制，而近年來，其應用廣度也被持續(xù)拓展，被稱為過程自動化應用機制中最具前景的Fieldbus。

因為本人參與的項目控制系統(tǒng)就是依附于Fieldbus Foundation總線通訊協(xié)議的，在項目的構建設計環(huán)節(jié)對Fieldbus Foundation總線通訊協(xié)議有了全面的認識，經(jīng)在Fieldbus Foundation總線通訊協(xié)議的實際應用中我發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)ieldbus Foundation總線通訊較之常規(guī)高速通道可定址遠程轉換器通訊的優(yōu)缺點主要包括下述幾點：

（1）Fieldbus Foundation總線通訊具備一定的控制與測量精度。因為Fieldbus Foundation總線通訊協(xié)議擇取全數(shù)字信號傳輸，這在一定程度上規(guī)避常規(guī)模擬量在D/A轉換環(huán)節(jié)所生成的誤差，在一定程度上深化了儀表控制裝置的測量精度；

（2）因為Fieldbus Foundation總線通訊協(xié)議的內(nèi)質特性，支持Fieldbus Foundation總線通訊協(xié)議的儀表裝置自身具有一定自主能力與誤差分析能力，其在完成過程控制的基礎上能夠同步分析控制環(huán)節(jié)與裝置自身生成誤差，同時能夠把誤差上傳到分布式控制系統(tǒng)，讓相關工作者能夠第一時間分析環(huán)節(jié)控制中所存在的問題，其側重于分散控制的基本原則；

（3）Fieldbus Foundation總線通訊顯著的特性即為現(xiàn)場的智能儀表裝置能夠直接和分布式控制系統(tǒng)予以通訊，并非通過常規(guī)的輸入/輸出端口予以連接，這在一定程度上降低了輸入/輸出端口的資金投入，更主要的是便捷了通訊路徑，從根本深化了通訊的精準度；

（4）Fieldbus Foundation總線通訊現(xiàn)場儀表裝置的信號傳輸均擇取數(shù)字量傳輸，而刺穿屬性是具有抗干擾力強的特點，較之常規(guī)的通訊系統(tǒng)，F(xiàn)ieldbus Foundation總線通訊系統(tǒng)的抗干擾力無人能及；

（5）Fieldbus Foundation總線通訊智能儀表裝置中的壓力調節(jié)裝置、溫度計、智能閥門定位裝置及流量計都是常用的設備，這些設備的功能組態(tài)及校準均能夠直接在分布式控制系統(tǒng)內(nèi)進行，舉例說明，液位計因為有幾率發(fā)生液位計底端存有水珠等問題，因此要通過有效方式去降低附著物對液位測量的影響，而通過Fieldbus Foundation總線通訊協(xié)議我們無需去現(xiàn)場予以處理，在分布式控制系統(tǒng)中我們就能夠輕松的進行處理，F(xiàn)ieldbus Foundation總線通訊這一優(yōu)勢，在一定程度上簡化了儀表常規(guī)維護，從根本深化了工作有效性；

（6）Fieldbus Foundation總線通信支持現(xiàn)場裝置總線供電，同時可以在危險范圍內(nèi)予以應用。Fieldbus Foundation總線通信技術可以取替高投資的四至二十移動平均線信號的布線機制。擇取Fieldbus Foundation總線通信技術不但從根本減少了工程投資，同時還能夠縮減工程施工時間。

3 現(xiàn)階段Fieldbus Foundation總線通訊較之高速通道可定址遠程轉換器通訊的不足

因為Fieldbus Foundation總線通訊控制系統(tǒng)的應用一定要依附于可支持其通訊協(xié)議的儀表裝置，不過就目前而言，因為支持Fieldbus Foundation總線通訊協(xié)議的儀表裝置大多為進口品牌，這些進口品牌不但價格較之高速通道可定址遠程轉換器通訊儀表高，同時具有供貨周期長以及備件難以購買等問題。

同時因為Fieldbus Foundation擇取總線通訊機制，現(xiàn)場一個Fieldbus Foundation總線通訊分接點就能夠匹配十多個儀表裝置，在此基礎上通過主線通訊至分布式控制系統(tǒng)，若此狀態(tài)下通訊主線發(fā)生故障，那么就能夠影響所有鏈路上配置的儀表裝置，因此大范圍發(fā)生通訊問題的風險較高，這在一定程度上增加了維護的難度。

在Fieldbus Foundation總線通訊的常規(guī)使用中我們會發(fā)現(xiàn)，各Fieldbus Foundation總線通信的智能儀表裝置都需DD文件，此文件的作用即為驅動，此類文件需經(jīng)分布式控制系統(tǒng)導入至儀表裝置，進而予以系統(tǒng)和儀表的兼容，同時各差異化品牌的DD 文件無法相互適應，這在一定程度上就會為用戶的使用帶來阻礙。

4 總結

綜上所述， Fieldbus Foundation總線通訊協(xié)議具備一定的精度，且有著高控制性，同時可以進行自診斷及優(yōu)異的分散控制性能，非常適合高速精確的工業(yè)自動化控制，F(xiàn)ieldbus Foundation總線通訊協(xié)議與其裝置適用于對控制精度要求高的系統(tǒng)，而高速通道可定址遠程轉換器通訊與其裝置的優(yōu)勢即為大眾化與兼容性優(yōu)異，這是因為我國很多通訊系統(tǒng)目前還是依附于高速通道可定址遠程轉換器通訊協(xié)議所構建。Fieldbus未來的發(fā)展更傾向于過程自動化，現(xiàn)階段因為成本等因素，F(xiàn)ieldbus Foundation總線通訊協(xié)議與其儀表裝置在國內(nèi)的應用還存在一定的局限性，高速通道可定址遠程轉換器通訊協(xié)議依然是首選。

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作者簡介

李京華（1984-），男，山東省莒南縣人。大學本科學歷。工程師。主要研究方向為系統(tǒng)裝調測試、信號采集、總線通訊。

作者單位

凱邁（洛陽）測控有限公司 河南省洛陽市 471009