西门子3VA1116-3GD42-0AA0

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1. ts61158

type1现场总线标准由以下部分构成：

phl：iec61158-2：1993标准的**集（superset）；

foundation fieldbus的**集；

worldfip的功能**集；

dll：iec ts61158-3，ts61158-4；

foundation fieldbus的**集；

worldfip的功能**集；

al：iec ts61158-5，ts61158-6。

1998年之前，iec/sc65c只推荐一种类型的现场总线，该总线主要采纳foundation fieldbus总线和worldfip总线基本技术，并严格按照iec定义制定现场总线标准，由于各种原因，经过多轮投票未获通过，只能按规定成为技术报告ts61158，以此为基础形成了现在的type1现场总线。国际的通用现场总线网络结构如图1所示，从图中可以看出现场总线系统可以支持各种工业领域的信息处理、监视和控制系统，用于过程控制、执行器和本地控制器之间的低级通信，可以与工厂自动化的实现互连。在这里，h1现场总线主要用于现场级，其速率为31.25kbps，负责两线制向现场仪表供电，并能支持带总线供电设备的本质安全；h2现场总线主要面向过程控制级、监控管理级和高速工厂自动化的应用，其速率为1mbps，2.5mbps和100mbps。

type2现场总线系统体系结构

ethernet/ip以太网工业协议是一种开放的工业网络，它使用有源星形拓扑结构，可以将10mbps和100mbps产品混合使用。该协议在tcp/udp/ip之上附加控制和信息协议（cip），提供一个公共的应用层。cip的控制部分用于实时i/o报文，其信息部分用于报文交换。controlnet和ethernet/ip都使用该协议通信，分享相同的对象库、对象和设备行规，使得多个供应商的设备能在上述整个网络中实现即插即用。对象的定义是严格的，在同一种网络上支持实时报文、组态和诊断。为了提高的实时性能，odva（开放的devicenet供应商协会）于2003年8月公布了ieee1588“用于ethernet/ip实时控制应用的时钟同步”标准。

3. profibus现场总线

type3现场总线得到profibus用户组织pno的支持，德国西门子公司则是profibus产品的主要供应商。profibus系列由三个兼容部分组成，即profibus-dp、profibus-fms和profibus-pa三条总线构成。为了提高profibus总线性能，近几年pno推出了新版本的profibus-dp-v1和profibus-dp-v2，同时逐步取消profibus-fms总线。扩展的profibus-dp现场总线体系结构如图3所示，profibus-dp特别适用于设备级自动控制系统与分散i/o之间高速通信。profibus-pa专为过程自动化设计，它能够将变送器和执行器连接到一根公共总线，使用两根线就可以完成供电和，并能实现本质安全性能。以此为基础，扩展的dp功能dpv1进一步完善了profibus-pa功能；dpv2解决了从站之间的通信与时间同步等重大问题。

ype3 profibus现场总线体系结构

profibus-dpv1主要是增加了非循环服务，并扩大了与2类主站的通信。众所周知，profibus-dp性能的特征是在循环连接（mscy-c1）的基础上应用数据交换服务，实现一个主站和一系列从站之间集中的数据交换。1类主站指plc、pc或控制器。2类主站指操作员站和编程器等。dpv1扩展了上述功能，在已有的mscy-c1连接基础上，增加了非循环服务，利用新的服务可以对从站中任何数据组进行读写。过去，2类主站只能利用dp从站的无连接服务，现在则可通过面向连接的通信对数组进行非循环读写，同时为进入因特网通信扩充了功能。

profibus-dpv2可以实现循环通信、非循环通信以及从站之间的通信。由于从站之间可直接通信，通信时间缩短1个dp总线周期和主站周期，从而使反应时间缩短60%至，同时建立了等时间间隔的总线循环周期，其时间偏差小于1μs，即适用于高精度定位控制，又可实现闭环控制。dpv2可根据不同的应用需要开发**行规（profile），如用于运动控制的profidrive和用于联锁保护的profisafe等。

4. p-net现场总线

p-net现场总线由丹麦process-data sikebory aps公司从1983年开始开发，主要应用于啤酒、食品、农业和饲养业，它得到p-net用户组织的支持，在现场大约有5000多个应用系统

type4 p-net现场总线体系结构

p-net现场总线是一种多主站、多网络系统，图4给出了p-net系统的体系结构。总线采用分段结构，每个总线分段上可以连接多个主站，主站之间通过接口能够实现网上互连，它允许在几个总线区直接寻址，*递阶网络结构。该总线通信协议包括1、2、3、4和7层，并利用信道机构定义用户层。通信采用虚拟令牌（virtual token）传递方式，主站发送一个请求，被寻址的从站在390μs内立即返回一个响应，只有存放到从站内存中的数据才可被访问。每个站节点都含有一个通用的单芯片微处理机，配套的2kb eprom不仅可用作通信，而且可用于测量、标定、转换和应用功能。p-net接口芯片执行数据链路层的所有功能，*3层和*4层的功能由宿主处理器中的软件解决。该总线物理层基于rs-485标准，使用屏蔽双绞线电缆，传输距离1.2km，应用nrz编码异步传输。

5. ff hse现场总线

1998年，美国fieldbus foundation（ff）基金会决定采用高速以太网（high speed ethernet，hse）技术开发h2现场总线，作为现场总线控制系统控制级以上通信网络的主干网，它与h1现场总线整合构成信息集成开放的体系结构，图5给出了系统结构。hse网络遵循标准的以太网规范，并根据过程控制的需要适当增加了一些功能，但这些增加的功能可以在标准的ethernet结构框架内无缝地进行操作，因而ff hse总线可以使用当前流行的商用（cots）以太网设备。100mbps以太网拓扑是采用交换机形成星形连接，这种交换机具有防火墙功能，以阻断特殊类型的信息出入网络。hse使用标准的ieee802.3信号传输，标准的ethernet接线和通信媒体。设备和交换机之间距离，使用双绞线为100米，光缆可达2千米。hse使用连接装置（ld）连接h1子系统，ld执行网桥功能，它允许就地连在h1网络上的各现场设备，以完成点对点对等通信。hse支持冗余通信，网络上的任何设备都能作冗余配置。

ff hse的1~4层由现有的以太网、tcp/ip和ieee标准所定义，hse和h1使用同样的用户层，现场总线信息规范（fms）在h1中定义了服务接口，现场设备访问代理（fda）为hse提供接口。用户层规定功能模块、设备描述（dd）、功能文件（cf）以及系统管理（sm）。ff规范21种功能模块供基本的和先进的过程控制使用。ff还规定了新的柔性功能模块（ffb），用以进行复杂的批处理和混合控制应用，ffb支持数据采集的监控，子系统接口、事件顺序、多路数据采集、plc和其他协议通信的网间连接器。