大學(xué)方案(設(shè)計(jì)方案)譯文部分套用格式

1、院系：控制與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：實(shí)驗(yàn)自10學(xué)生姓名：馬凱指導(dǎo)教師：陸會(huì)明學(xué)號(hào)： 1101190210譯文成績(jī)：華北電力大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）譯文部分原文著作（期刊）名稱：Foundation Fieldbus Overview作者：原文出版單位：NATIONAL INSTRUMENTS原文出版時(shí)間：2007 年 4 月原文出版地點(diǎn)：美國基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線概述什么是現(xiàn)場(chǎng)總線？本章給出了基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線的簡(jiǎn)短概述，并介紹基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)部分。請(qǐng)參閱術(shù)語表了解跟多的現(xiàn)場(chǎng)總線術(shù)語和概念。通常術(shù)語“現(xiàn)場(chǎng)總線”是指連接到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的任何總線。這包括基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線， NI-CAN總線， DNET總線，和

2、Profibus總線。在本手冊(cè)中，術(shù)語“現(xiàn)場(chǎng)總線”具體是指基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線。相關(guān)文檔常用現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)站? 現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)負(fù)責(zé)定義基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線規(guī)范。? Relcom, Inc. 為 基 金 會(huì) 現(xiàn) 場(chǎng) 總 線 設(shè) 備 的 連 接 和 測(cè) 試 。? Fieldbus, Inc.設(shè)備開發(fā)商和基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線咨詢。 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的開發(fā)文檔? 現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)的資源 接線和安裝 31.25 kbit / s的電壓模塊， Wire Medium? Relcom的公司現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)資源 布線設(shè)計(jì)和安裝指南 在線教程1 常問問題 樣本現(xiàn)場(chǎng)總線拓?fù)? 現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，適用于工業(yè)控制系統(tǒng)，第2 部分，現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備開發(fā)文檔?

3、 如何開 發(fā)你的第 一個(gè) 基金會(huì)現(xiàn) 場(chǎng)總 線設(shè) 備 ，可 參照 Fieldbus, Inc. 網(wǎng)站? 基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線規(guī)范 : HSE 為基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)計(jì)的規(guī)范HSE物理層規(guī)范? 基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線規(guī)范 : 31.25 kbit / s的物理層配置文件的基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線物理層規(guī)范? 基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線規(guī)范功能塊的應(yīng)用過方法，第1 部分? 基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線規(guī)范功能塊的應(yīng)用過方法，第2 部分? 基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線規(guī)范的系統(tǒng)架構(gòu)? IEC 標(biāo)準(zhǔn) 1158-2 和 ISA 標(biāo)準(zhǔn) ISA S50.02現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)是制定基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線規(guī)范和認(rèn)證產(chǎn)品是否兼容此規(guī)范的組織?；饡?huì)現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了將新設(shè)備加入

4、網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置設(shè)備，配置設(shè)備的方法。任何公司以適當(dāng)?shù)馁Y源可以制造基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備（如果它通過了一致性測(cè)試），而且能與所有其他經(jīng)過認(rèn)證的基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備和軟件一起工作?，F(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)的宗旨是，基于現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)和其他經(jīng)驗(yàn)證的技術(shù)，幫助那些由強(qiáng)大的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)生產(chǎn)的產(chǎn)品，并且規(guī)范這些資源的使用。基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線是一個(gè)開放的標(biāo)準(zhǔn)，它允許您使用來自不同廠商的基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品。如需了解更多現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)的信息 ，請(qǐng)?jiān)L問網(wǎng)站?，F(xiàn)場(chǎng)總線的用途基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線被用于過程控制和監(jiān)控。過程控制是指連續(xù)的過程，如流量控制，溫度 控制和液位控制。這些類型的過程通常被用于像煉油廠，化工廠，造紙廠的地方?；饡?huì)現(xiàn)場(chǎng)總線也可用于長距

5、離監(jiān)測(cè)。基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)了分布式控制，這意味著控制是通過設(shè)備而不是由監(jiān)控計(jì)算機(jī)。輸入，輸出，和過程控制裝置配置在現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)，并能獨(dú)立的運(yùn)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。美國國際儀器公司的基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品可用于創(chuàng)建一個(gè)基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)。例如，美國國際儀器公司不生產(chǎn)閥門或壓力變送器，但通過美國國際儀器公司的工具，你可2以使第三方廠家的閥門和壓力變送器通過基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)一起工作，來實(shí)現(xiàn)一個(gè)罐中的液位控制。你可 以使 用NationalInstrumentsLookout軟 件， 與NationalInstrumentsFoundation Fieldbus面板來為所得到的控制系統(tǒng)開發(fā)人機(jī)界面（HMI）。通

6、過NI-FBUSCommunications Manger 或 NI-FBUS Configurator 軟件，你也可以用 OPC連接到支持 OPC 的第三方軟件程序包。現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線是一種全數(shù)字化，雙向，多站的通信系統(tǒng)，并使控制算法在儀表中實(shí)現(xiàn)?；饡?huì)現(xiàn)場(chǎng)總線是一個(gè)為基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備，包括過程控制傳感器，執(zhí)行器和控制裝置，建立的局域網(wǎng)。使用美國國際儀器FP-3000 基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備，你可以你可以連接傳統(tǒng)的4-20mA 設(shè)備到你的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)?；饡?huì)現(xiàn)場(chǎng)總線支持?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和許多類型的編碼信號(hào)。不同于傳統(tǒng)的系統(tǒng)，每個(gè)設(shè)備需要一組導(dǎo)線，多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備可以連接到同一組導(dǎo)線上。基金會(huì)

7、現(xiàn)場(chǎng)總線，通過提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)來連接系統(tǒng)和設(shè)備，克服了一些封閉網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)。一個(gè)簡(jiǎn)單的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)設(shè)置如圖1-1 。3基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊協(xié)議基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線有兩種通信協(xié)議：H1和 HSE。 首先， H1協(xié)議，傳輸速率 31.25 KB/ s，用于連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。第二個(gè)協(xié)議，高速以太網(wǎng)（HSE），使用 10 或 100 Mbps 以太網(wǎng)作為物理層，并提供一個(gè)高速骨干網(wǎng)作為網(wǎng)絡(luò)。H1 是一種全數(shù)字，串行，雙向通信速率為31.25 kbit / s，連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，如傳感器，執(zhí)行器和控制器的系統(tǒng)。H1 是一個(gè)設(shè)備局域網(wǎng)（ LAN），這些設(shè)備用于過程和制造自動(dòng)化，通過內(nèi)置功能，在網(wǎng)絡(luò)上分發(fā)控制應(yīng)用。HSE是基

8、于 10/100 Mbps的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng) / IP / TCP/ UDP協(xié)議和支持相同的函數(shù)為H1，但在更高的帶寬（ 10/100 Mbps ）的。其移動(dòng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)固有的基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線功能，和發(fā)布 / 訂閱的巨大能力，能適應(yīng)全廠范圍的過程工業(yè)?；饡?huì)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)可以由一個(gè)或多個(gè)這樣相互連接的部分組成。HSE子網(wǎng)可以使用各種市售的互連設(shè)備，如集線器，交換機(jī)，網(wǎng)橋，路由器和防火墻。H1鏈路只是通過基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線H1數(shù)據(jù)鏈路網(wǎng)橋在物理上的連接。HSE到 H1的互連由基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線鏈接設(shè)備進(jìn)行。一個(gè)典型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有計(jì)算機(jī)之間的HSE連接，和設(shè)備之間的運(yùn)行比較慢的 H1 鏈路（31.25 Kbps）。

9、為 HSE協(xié)議設(shè)計(jì)的設(shè)備可以直接連在 HSE 網(wǎng)絡(luò)上。大多數(shù)設(shè)備的設(shè)計(jì)是使用這一個(gè)或其他的協(xié)議。 H1和 HSE是被特意設(shè)計(jì)為互補(bǔ)的網(wǎng)絡(luò)。H1是為了充分利用傳統(tǒng)過程控制應(yīng)用， 而 HSE，它采用低成本的商用現(xiàn)貨供應(yīng) （COTS）以太網(wǎng)設(shè)備，是專為高性能的控制應(yīng)用和工廠信息整合而設(shè)計(jì)?；旌螲1 / HSE 的現(xiàn)場(chǎng)總線解決方案，允許基本的和先進(jìn)的過程控制進(jìn)行整合，以及混合/ 批量 / 離散控制系統(tǒng)，具有較高的水平，監(jiān)控的應(yīng)用。 H1/HSE混合系統(tǒng)，通過移除多余的I/O 轉(zhuǎn)換設(shè)備，控制器，傳感網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)關(guān)，成為企業(yè)最佳業(yè)績(jī)的關(guān)鍵。這種扁平的，集成的架構(gòu)增加了工廠的正常運(yùn)行時(shí)間（通過改進(jìn)的診斷方法和操

10、作員信息），提高了性能（ COTS以太網(wǎng)），降低了成本（ COTS和較少的整體設(shè)備） ?；饡?huì)現(xiàn)場(chǎng)總線的概念這一部分討論 H1 現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)構(gòu)的基本概念H1 的概念現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)中有六大概念：鏈接，儀器，功能塊和參數(shù)，聯(lián)系，循環(huán)，和時(shí)間表。鏈接一個(gè)基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)是由通過串行總線連接的設(shè)備組成。此串行總線被稱為鏈接（也稱為一個(gè)段）。一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)或多個(gè)鏈接組成。每個(gè)鏈路配置了唯一的鏈4接標(biāo)識(shí)符。現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)鏈路連接的物理設(shè)備。該設(shè)備可以是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（溫度變送器，閥門等）或主機(jī)設(shè)備（個(gè)人計(jì)算機(jī)，分布式控制系統(tǒng)）。每個(gè)物理設(shè)備都配置了物理設(shè)備標(biāo)簽，一個(gè)地址，和一個(gè)設(shè)備ID 。在一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)

11、總線系統(tǒng)中，每個(gè)物理設(shè)備標(biāo)簽必須是唯一的，其地址在鏈路中必須是唯一的。每個(gè)設(shè)備制造商分配的設(shè)備ID 是唯一的。圖 1-2 顯示了一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線H1 網(wǎng)絡(luò)的鏈接。設(shè)備設(shè)備由一個(gè)字符串名稱或標(biāo)簽唯一標(biāo)識(shí)在現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)上。該字符或標(biāo)簽通常描述的是設(shè)備的類型。在一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)設(shè)備有唯一的設(shè)備標(biāo)簽。另一種標(biāo)識(shí)設(shè)備唯一性的工具是設(shè)備 ID，其中包括每個(gè)設(shè)備特有的序列號(hào)。 該設(shè)備 ID 是由設(shè)備制造商分配，你無法配置它。在一個(gè) H1 現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)中有三種設(shè)備：鏈路主站，基礎(chǔ)儀器，和H1 網(wǎng)橋。?鏈路主站一個(gè)鏈路主站設(shè)備能通過調(diào)度網(wǎng)絡(luò)上的通信控制一條鏈路上的通信。每一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)至少需要一個(gè)鏈路主機(jī)

12、功能的設(shè)備。鏈路主站可以是PC 上的一個(gè)接口電路板，一個(gè)分布式控制系統(tǒng)，或任何其它設(shè)備，如閥門或壓力轉(zhuǎn)換器。鏈路主站不一定是單獨(dú)的設(shè)備，他們可以有I / O功能（例如，你可以買具有或不具有鏈路主站功能溫的度變送器）。美國國際儀器基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線借口主板就是一個(gè)鏈路主站設(shè)備。由于總線有鏈路主站， 現(xiàn)場(chǎng)總線可以運(yùn)行獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。鏈路主站具有處理能力，并能夠控制總線。當(dāng)你將配置下載到設(shè)備后，即使監(jiān)控計(jì)算機(jī)斷開，你的控制回路也可以繼續(xù)運(yùn)行。5所有鏈路主站在下載時(shí)收到相同的信息，但只有一個(gè)鏈路主站會(huì)在給定時(shí)間主動(dòng)控制總線。正在控制總線的鏈路主站被稱為鏈路活動(dòng)調(diào)度器（LAS）。如果當(dāng)前鏈路活動(dòng)調(diào)度失敗，

13、下一個(gè)鏈路主機(jī)將立刻接管，并在先前鏈路活動(dòng)調(diào)度失敗的地方開始控制總線通信。因此，無需特殊配置就能實(shí)現(xiàn)冗余。鏈路活動(dòng)調(diào)度器依據(jù)時(shí)間表下載， 并且其他的鏈路主站正在配置過程。 在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，它發(fā)送命令到其它設(shè)備，告訴他們何時(shí)廣播數(shù)據(jù)。鏈路活動(dòng)調(diào)度器還發(fā)出時(shí)間信息，并授權(quán)給設(shè)備允許他們不定期的（無環(huán)）廣播消息，如報(bào)警和事件，維護(hù)和診斷信息，程序調(diào)用，許可條件和聯(lián)鎖裝置，顯示趨勢(shì)信息，和配置信息。? 基本設(shè)備基本設(shè)備是一種不能夠調(diào)度通信的裝置。基本設(shè)備不能成為鏈接活動(dòng)調(diào)度器。? H1 網(wǎng)橋網(wǎng)橋接設(shè)備把鏈路連接成一個(gè)生成樹。他們通常是鏈路主站，或鏈路活動(dòng)調(diào)度器。一個(gè) H1 網(wǎng)橋就是連接到多個(gè) H1鏈路的

14、設(shè)備，其數(shù)據(jù)鏈路層能在鏈路之間進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和重發(fā)功能。注意： 請(qǐng)注意網(wǎng)橋和網(wǎng)關(guān)之間的區(qū)別。網(wǎng)橋連接網(wǎng)絡(luò)中不同的速率或物理層，而網(wǎng)關(guān)連接網(wǎng)絡(luò)的不同的通信協(xié)議。功能塊和參數(shù)功能塊和參數(shù)在第二章的功能塊部分詳述6鏈接要用于控制過程的功能塊必須相連鏈接，或通過配置對(duì)象內(nèi)的連接裝置鏈接。這些聯(lián)系讓你的數(shù)據(jù)從一個(gè)功能塊發(fā)送到另一個(gè)。一個(gè)鏈接和連接不同。連接是只是通過物理連線將儀器聯(lián)系到現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)上，鏈接是邏輯聯(lián)系，聯(lián)系兩個(gè)功能塊。更多關(guān)于鏈接的信息，請(qǐng)參閱 2章的對(duì)象部分，基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和層?；芈芬粋€(gè)回路周期（或控制）是一組功能塊通過鏈接聯(lián)系執(zhí)行配置的速率。每一個(gè)功能塊在執(zhí)行配置速率和數(shù)據(jù)在功能塊和配置

15、速率之間移動(dòng)。圖 1-4 顯示控制周期中的一個(gè)例子。多回路一個(gè)鏈路上可能有多個(gè)運(yùn)行速率不同的回路圖 1-5 給出了一個(gè)多回路周期的例子7即使多個(gè)回路的運(yùn)行速率不同，它們也能通過鏈接互相傳遞數(shù)據(jù)。圖 16表示了兩個(gè)回路的鏈接的例子一個(gè)鏈路上所有的回路運(yùn)行在一個(gè)大回路中。大回路所有回路周期數(shù)是給定鏈路上的最小公倍數(shù)。比如，圖1 6的大回路周期是 1秒HSE 概念本節(jié)討論的 HSE結(jié)構(gòu)的概念。 HSE網(wǎng)絡(luò)有四個(gè)概念部分： HSE設(shè)備， HSE現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，連接設(shè)備和I / O 網(wǎng)關(guān)設(shè)備。HSE 設(shè)備一個(gè) HSE 設(shè)備使任何基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備類型直接連接到 HSE媒體。所有 HSE器件都包含一個(gè) FDA的代理，一個(gè) HSE SMK（系統(tǒng)管理內(nèi)核），以及一個(gè) HSE NMA（網(wǎng)絡(luò)管理代理）的虛擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（ VFD）。例如包