现场总线与工业以太网及其应用技术(第2版)
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1.4.1 FF

基金会现场总线(Foundation Fieldbus,FF)是在过程自动化领域得到广泛支持和具有良好发展前景的技术。以美国Fisher-Rousemount公司为首,联合Foxboro、横河、ABB、西门子等80家公司制定了ISP;以Honeywell公司为首、联合欧洲等地的150家公司制订了WorldFIP。1994年9月,制定上述两种协议的多家公司成立了现场总线基金会(FF),致力于开发出国际上统一的现场总线协议。它以ISO/OSI开放系统互连模型为基础,取其物理层、数据链路层、应用层为FF通信模型的相应层次,并在应用层上增加了用户层。

基金会现场总线分低速H1和高速H2两种通信速率。H1的传输速率为31.25kbit/s,通信距离可达1900m(可加中继器延长),可支持总线供电,支持本质安全防爆环境。H2的传输速率为1Mbit/s和2.5Mbit/s两种,其通信距离为750m和500m。物理传输介质可支持双绞线、光缆和无线发射,协议符合IEC1158-2标准。

其物理媒介的传输信号采用曼彻斯特编码,每位发送数据的中心位置或是正跳变,或是负跳变。正跳变代表0,负跳变代表1,从而使串行数据位流中具有足够的定位信息,以保持发送双方的时间同步。接收方既可根据跳变的极性来判断数据的“1”“0”状态,也可根据数据的中心位置精确定位。

为满足用户需要,Honeywell、Ronan等公司已开发出可完成物理层和部分数据链路层协议的专用芯片,许多仪表公司已开发出符合FF协议的产品,H1总线已通过α测试和β测试,完成了由13个不同厂商提供设备而组成的FF现场总线工厂试验系统。H2总线标准也已形成。1996年10月,在芝加哥举行的ISA96展览会上,由现场总线基金会组织实施,向世界展示了来自40多家厂商的70多种符合FF协议的产品,并将这些分布在不同楼层展览大厅不同展台上的FF展品,用醒目的橙红色电缆,互连为七段现场总线演示系统,各展台现场设备之间可实地进行现场互操作,展现了基金会现场总线的成就与技术实力。